HashMap多線程併發問題

HashMap多線程併發問題

　　HashMap並不是線程安全的，在多個線程put時，會形成key之間的死循環。當另外一個線程調用這個key時，get()方法會一直執行，致使線程積壓，最終形成CPU滿。

問題緣由分析

HashMap結構

　　HashMap經過一個數組table[]來存儲key，當放入一個key時，經過hash算法計算key的下標，並存儲在數組的table[i]處。若是table[]的尺寸很小，當放入多個key時，可能會出現下標相同，這樣就會在table[i]處造成鏈表。這時，本來查找一個key須要耗時O(1)，如今耗時變成了O(n)，n爲鏈表的長度。

　　所以，爲了提升查找效率，當有新的key值存入時，會檢查Hash表的大小是否超過設定的thredhold，超過的話就會增長Hash表的大小，這樣子Hash表裏的元素會從新計算一遍，這個過程叫作rehash。

正常的Rehash過程

　　假設原先hash的size是2，存放了三個元素a、b、c，都在table[1]這裏，rehash後size爲4。

　　取出第一個key值a，計算hasn值爲3，存放在table[3]；

　　取出第二個key值b，計算hash值爲1，存放在table[1]；

　　取出第三個key值c，計算hash值爲3，存放在table[3]，與key值a造成鏈表，且c的next指向了a。

併發的Rehash過程

　　若是存在線程1和線程2，在rehash以前中，a、b、c在table[1]造成了鏈表，a的next指向了b，這時發生了put操做，兩個線程同時進行了rehash。

　　線程1在遍歷Hash表元素中，取a.next時被掛起。

　　線程2繼續完成了rehash操做，重組了鏈表，重組結束後，b.next指向了a。

　　線程1繼續執行，a.next又指向了b，環形鏈表所以產生了。

　　這時，當咱們調用到同一鏈表的其餘值時，就會出現死循環，線程一直會執行下去。

解決方案

HashTable

　　HashTable是同步的，對此對HashTable進行操做時，都會鎖住整個結構。若是併發地修改，會拋出異常。

　　HashTable不支持在遍歷時修改自身的元素，不然會拋出ConcurrentModificationException。

ConcurrentHashMap

　　ConcurrentHashMap的鎖是細粒度的，將hash表分爲16個桶(默認)，每次須要時只會鎖當前用到的桶。並且在讀是不會鎖表，徹底支持併發操做。只有在size()時會鎖住整個表，所以ConcurrentHashMap併發時效率更高。

　　此外，ConcurrentHashMap則是在遍歷迭代時發生改變不會拋出異常。