為什么HashMap是線程不安全的
總說 HashMap 是線程不安全的，不安全的，不安全的，那么到底為什么它是線程不安全的呢？要回答這個問題就要先來簡單了解一下 HashMap 源碼中的使用的存儲結構(這里引用的是 Java 8 的源碼，與7是不一樣的)和它的擴容機制。
HashMap 內部存儲使用了一個 Node 數組(默認大小是16)，而 Node 類包含一個類型為 Node 的 next 的變量，也就是相當於一個鏈表，所有根據 hash 值計算的 bucket 一樣的 key 會存儲到同一個鏈表里(即產生了沖突)。
HashMap的自動擴容機制
HashMap 內部的 Node 數組默認的大小是16，假設有100萬個元素，那么最好的情況下每個 hash 桶里都有62500個元素，這時get(),put(),remove()等方法效率都會降低。為了解決這個問題，HashMap 提供了自動擴容機制，當元素個數達到數組大小 loadFactor 后會擴大數組的大小，在默認情況下，數組大小為16，loadFactor 為0.75，也就是說當 HashMap 中的元素超過16\0.75=12時，會把數組大小擴展為2*16=32，並且重新計算每個元素在新數組中的位置。
為什么線程不安全
個人覺得 HashMap 在並發時可能出現的問題主要是兩方面,首先如果多個線程同時使用put方法添加元素，而且假設正好存在兩個 put 的 key 發生了碰撞(根據 hash 值計算的 bucket 一樣)，那么根據 HashMap 的實現，這兩個 key 會添加到數組的同一個位置，這樣最終就會發生其中一個線程的 put 的數據被覆蓋。第二就是如果多個線程同時檢測到元素個數超過數組大小* loadFactor ，這樣就會發生多個線程同時對 Node 數組進行擴容，都在重新計算元素位置以及復制數據，但是最終只有一個線程擴容后的數組會賦給 table，也就是說其他線程的都會丟失，並且各自線程 put 的數據也丟失。
《Java並發編程的藝術》一書中是這樣說的：HashMap 在並發執行 put 操作時會引起死循環，導致 CPU 利用率接近100%。因為多線程會導致 HashMap 的 Node 鏈表形成環形數據結構，一旦形成環形數據結構，Node 的 next 節點永遠不為空，就會在獲取 Node 時產生死循環。
死循環並不是發生在 put 操作時，而是發生在擴容時。
如何線程安全的使用HashMap
了解了 HashMap 為什么線程不安全，那現在看看如何線程安全的使用 HashMap。這個無非就是以下三種方式：
- Hashtable
- ConcurrentHashMap
- Synchronized Map
ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap (以下簡稱CHM)是 JUC 包中的一個類，Spring 的源碼中有很多使用 CHM 的地方。之前已經翻譯過一篇關於 ConcurrentHashMap 的博客，如何在java中使用ConcurrentHashMap，里面介紹了 CHM 在 Java 中的實現，CHM 的一些重要特性和什么情況下應該使用 CHM。需要注意的是，上面博客是基於 Java 7 的，和8有區別,在8中 CHM 摒棄了 Segment（鎖段）的概念，而是啟用了一種全新的方式實現,利用 CAS 算法，有時間會重新總結一下。