內容
網上很多資料都詳細地講解了HashMap底層的實現，但是講到HashMap的並發操作不是線性安全時，往往一筆帶過：在多個線程並發擴容時，會在執行transfer()方法轉移鍵值對時，造成鏈表成環，導致程序在執行get操作時形成死循環。
對於沒有研究過該過程的童鞋，很難費解這句話的含義。下面筆者分四個小節帶着大家共同研究一下JDK1.7和JDK1.8版本下HashMap的線性不安全是怎么造成的，詳細探究鏈表成環的形成過程。如果對於HashMap底層的put、get操作不清楚，建議先學習參考1中的內容。
適合人群
Java進階
說明
轉載請說明出處：探究HashMap線性不安全（二）——鏈表成環的詳細過程
參考
1、https://www.toutiao.com/i6544826418210013700/ HashMap底層數據結構原理
2、https://www.toutiao.com/i6545790064104833539/ 為什么HashMap非線程安全
3、https://blog.csdn.net/qq_32182461/article/details/81152025 hashmap並發情況下的成環原因（筆者認為該文是一種誤解）
正文
本節將詳細探究HashMap擴容的鍵值對遷移過程，多線程並發執行transfer()方法是如何產生環形鏈表的。transfer()方法的代碼為：
1 void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) { 2 int newCapacity = newTable.length; 3 //遍歷table數組中鍵值對鏈
4 for (Entry<K,V> e : table) { 5 //遍歷鍵值對e鏈上的所有鍵值對，當e指向null時結束
6 while(null != e) { 7 Entry<K,V> next = e.next;//斷點一 8 //通常rehash為false，不會重新計算鍵值對key的hash值
9 if (rehash) { 10 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); 11 } 12 //根據擴容后的table數組長度計算鍵值對的index
13 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 14 //頭插法，將后遍歷的鍵值對存到鏈條的頭部
15 e.next = newTable[i]; 16 newTable[i] = e; 17 //鏈條中的下一個鍵值對繼續執行while循環。
18 e = next; 19 } 20 } 21 }
情景：
兩個線程A、B同時向HashMap中寫入鍵值對，某個時刻HashMap已經到了Resize的臨界點。由於多線程的執行沒有必然的先后順序，存在線程A未完成擴容，而線程B又進行擴容的情況，即兩個線程都可能會執行擴容方法transfer()。此時兩個線程都會遍歷table數組中的鍵值對鏈，對於每個鏈執行while循環，遷移所有鍵值對。
假定HashMap中table數組的初始長度為4
假如線程A和線程B都遍歷到index為2的鍵值鏈（即Entry3->Entry2->null這條鏈）。由於CPU時間片分配的不確定性，線程B執行到代碼中斷點一的位置后暫停，此時線程B中的e指向Entry3，e.next指向Entry2。而線程A繼續執行，完成了擴容操作。HashMap的數據結構為下圖所示。
重點！！：e和e.next為線程B中的引用變量，分別指向hashMap中的Entry3和Entry2。由於Entry3和Entry2是線程共享的，因此受線程A執行的影響，Entry3將指向null，Entry2指向Entry3。
此時線程B中局部變量newTable的結構：
執行第一次循環：e為Entry3，e.next為Entry2（線程B暫停前e和e.next引用變量的指向）
1 //遍歷e所在鏈上的所有鍵值對
2 while(null != e) { 3 //斷點1，此時線程B中的e為Entry3，e.next為Entry2
4 Entry<K,V> next = e.next; 5 //通常rehash為false，不會重新計算鍵值對key的hash值
6 if (rehash) { 7 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); 8 } 9 //根據擴容后的table數組長度計算鍵值對的index
10 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 11 //頭插法
12 e.next = newTable[i];//將Entry3的next設置為null
13 newTable[i] = e;//將Entry3放置到線程B newTable下標為3的位置 14 //繼續處理Entry2
15 e = next; 16 }
執行完第一次循環后線程B中局部變量newTable的結構：
執行完第一次循環后hashMap對象的結構：
執行第二次循環：e為Entry2，e.next為Entry3（受線程A影響，e和e.next引用變量的指向發生改變）
1 //遍歷鍵值對e鏈上的所有鍵值對
2 while(null != e) { 3 //斷點1，e為Entry2，e.next為Entry3
4 Entry<K,V> next = e.next; 5 //通常rehash為false，不會重新計算鍵值對key的hash值
6 if (rehash) { 7 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); 8 } 9 //由線程A的執行結果可知，Entry2的index也為3
10 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 11 //頭插法，
12 e.next = newTable[i];//將Entry2的next設置為Entry3
13 newTable[i] = e; //newTable[3]設置為Entry2 14 //另e等於Entry3，繼續執行while循環。
15 e = next; 16 }
執行完第二次循環后線程B中局部變量newTable的結構：
執行完第二次循環后hashMap對象的結構：
![1538212858020[1]](/image/aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTQ1NTYyOS8yMDE4MDkvMTQ1NTYyOS0yMDE4MDkyOTE4NDUzMDc3OS01NDExMjg2NzYucG5n.png "1538212858020[1]")
執行第三次循環：e變為Entry3，e.next為null
1 //遍歷鍵值對e鏈上的所有鍵值對
2 while(null != e) { 3 //斷點1，此時線程B中的e變為Entry3，e.next為null
4 Entry<K,V> next = e.next; 5 //通常rehash為false，不會重新計算鍵值對key的hash值
6 if (rehash) { 7 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); 8 } 9 //由線程A的執行結果可知，Entry3的index為3
10 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 11 //頭插法
12 e.next = newTable[i];//將Entry3的next設置為當前鏈條的首個鍵值對Entry2
13 newTable[i] = e;//newTable[3]設置為Entry3 14 //另e=next=null，結束while循環。
15 e = next; 16 }
執行完第三次循環后線程B中局部變量newTable的結構：
執行完第三次循環后hashMap對象的結構：
至此，線程B因為改變了Entry3的next屬性，在hashMap對象中產生了環形鏈表。下一節，將探究環形鏈表是如何在hashMap查詢時產生死循環的。