並發HashMap的put操作引起死循環

本文轉載自查看原文 2018-05-11 12:24 6013 多線程之遺失補缺

今天研讀Java並發容器和框架時，看到為什么要使用ConcurrentHashMap時，其中有一個原因是：線程不安全的HashMap, HashMap在並發執行put操作時會引起死循環，是因為多線程會導致HashMap的Entry鏈表形成環形數據結構，查找時會陷入死循環。糾起原因看了其他的博客，都比較抽象，所以這里以圖形的方式展示一下，希望支持！

（1）當往HashMap中添加元素時，會引起HashMap容器的擴容，原理不再解釋，直接附源代碼，如下：

 1 /**  
 2     *  
 3     * 往表中添加元素，如果插入元素之后，表長度不夠，便會調用resize方法擴容  
 4     */    
 5    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {    
 6 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];    
 7        table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);    
 8        if (size++ >= threshold)    
 9            resize(2 * table.length);    
10    }    
11     
12    /**  
13     * resize()方法如下，重要的是transfer方法，把舊表中的元素添加到新表中 
14     */    
15    void resize(int newCapacity) {    
16        Entry[] oldTable = table;    
17        int oldCapacity = oldTable.length;    
18        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {    
19            threshold = Integer.MAX_VALUE;    
20            return;    
21        }    
22     
23        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];    
24        transfer(newTable);    
25        table = newTable;    
26        threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);    
27    }

（2）參考上面的代碼，便引入到了transfer方法，（引入重點）這就是HashMap並發時，會引起死循環的根本原因所在，下面結合transfer的源代碼，說明一下產生死循環的原理，先列transfer代碼（這是里JDK7的源偌），如下：

 1 /** 
 2      * Transfers all entries from current table to newTable. 
 3      */  
 4     void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {  
 5         int newCapacity = newTable.length;  
 6         for (Entry<K,V> e : table) {  
 7   
 8             while(null != e) {  
 9                 Entry<K,V> next = e.next;            ---------------------(1)  
10                 if (rehash) {  
11                     e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);  
12                 }  
13                 int i = indexFor(e.hash, newCapacity);   
14                 e.next = newTable[i];  
15                 newTable[i] = e;  
16                 e = next;  
17             } // while  
18   
19         }  
20     }

（3）假設：

1 Map<Integer> map = new HashMap<Integer>(2);  // 只能放置兩個元素，其中的threshold為1（表中只填充一個元素時），即插入元素為1時就擴容（由addEntry方法中得知）  
2 //放置2個元素 3 和 7，若要再放置元素8（經hash映射后不等於1）時，會引起擴容

假設放置結果圖如下：