HashMap为什么是线程不安全的
HashMap的容量是有限的,当经过多次元素插入,使得HashMap达到一定饱和度时,Key映射位置发生冲突的几率会逐渐提高。这时候,HashMap需要扩展它的长度,也就是进行resize。
影响发生resize的因素有两个:
1.capacity:HashMap数组长度,默认初始为16。HashMap的长度是2的幂。
2.loadFactor:负载因子,默认值为0.75f。
衡量HashMap是否进行resize的条件如下:HashMap.Size >= capacity * loadFactor。
HashMap的resize不是简单的把长度扩大,而是经过下面两个步骤:
1.扩容
创建一个新的Entry空数组,长度是原数组的2倍。
2.ReHash
遍历原Entry数组,把所有的Entry重新Hash到新数组。为什么要重新Hash呢?因为长度扩大以后,Hash的规则也随之改变。让我们回顾一下Hash公式:index = HashCode(Key) & (Length - 1)
ReHash的Java代码如下:
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
table = newTable;
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
for (Entry<K,V> e : table) {
while(null != e) {
Entry<K,V> next = e.next;
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
假设一个HashMap已经到了resize的临界点。此时有两个线程A和B,在同一时刻对HashMap进行put操作:
此时达到resize条件,两个线程各自进行rezie的第一步,也就是扩容:
这时候,两个线程都走到了ReHash的步骤。让我们回顾一下ReHash的代码:
假如此时线程B遍历到Entry3对象,刚执行完红框里的这行代码,线程就被挂起。对于线程B来说:
e = Entry3
next = Entry2
这时候线程A畅通无阻地进行着Rehash,当ReHash完成后,结果如下(图中的e和next,代表线程B的两个引用):
直到这一步,看起来没什么毛病。接下来线程B恢复,继续执行属于它自己的ReHash。线程B刚才的状态是:
e = Entry3
next = Entry2
当执行到上面这一行时,显然 i = 3,因为刚才线程A对于Entry3的hash结果也是3。
我们继续执行到这三行,Entry3放入了线程B的数组下标为3的位置,Entry3.next = null,并且e指向了Entry2。此时e和next的指向如下:
e = Entry2
next = Entry2
整体情况如图所示:
接着是新一轮循环,又执行到红框内的代码行:
e = Entry2
next = Entry3
整体情况如图所示:
接下来执行下面的三行,用头插法把Entry2插入到了线程B的数组的头结点:
整体情况如图所示:
第三次循环开始,又执行到红框的代码:
e = Entry3
next = Entry3.next = null
最后一步,当我们执行下面这一行的时候,见证奇迹的时刻来临了:
next = null
Entry2.next = Entry3
Entry3.next = Entry2
newTable[i] = Entry3
e = null
链表出现了环形!
整体情况如图所示:
此时,问题还没有直接产生。当调用get查找一个不存在的key,而这个key的Hash结果恰好等于3的时候,由于位置3带有环形链表,所以程序将会进入死循环!
参考:
https://blog.csdn.net/wufaliang003/article/details/80219296
https://blog.csdn.net/loveliness_peri/article/details/81092360
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