天貓面試官：說說高併發下的HashMap的死循環是怎麼造成的！

前言

師傅，我經常聽別人說，不要在併發狀況下使用HashMap，可能會出現死循環，這個死循環是怎麼造成的呢？

一塵

慧能

這個聽爲師慢慢道來

咱們都知道，HashMap的底層是由數組加鏈表來實現的

當往HashMap中put一個鍵值對時，若是HashMap中的鍵值對數量 size 大於或等於閾值(threshold) 而且null != table[bucketIndex] 時會進行擴容

bucketIndex爲該鍵值對最後被散列到hash表table的位置

好比 table的初始容量爲4,加載因子爲0.75,此時閾值爲3，table已有三個元素，如今put一個元素<1,」A」>,<1,」A」>被散列到table[1]處，而table[1] != null,此時知足擴容條件

閾值 = 容量 * 加載因子

threshold = capacity * loadFactor

擴容時先生成一個是table大小2倍的newTable，而後把table中的元素遷移到newTable中，遷移的工做就由 transfer方法來完成，這個方法就是引發死循環的緣由所在

環的造成

如今咱們來模擬一下環是如何造成的，設HashMap的初始容量爲4，先往HashMap中依次put三個元素<5,」B」>、<9,」C」>、<1,」A」>，它們都被散列到table[1]處，造成了鏈

假設此時有兩個線程併發對該HashMap進行put，線程1 put <13,」D」>時，這個鍵值對被散列到table[1]處，知足擴容條件，進行擴容（生成newTable並進行遷移）

此時，線程1用 transfer 方法將 table中的元素遷移到 newTable 中，假設線程1執行完 transfer 方法中的 Entry<K,V> next = e.next 語句後時間片用完，掛起

此時，線程1內的 e 指向 <1,「A」>，next指向<9,」C」>

而後線程2 put <16,」E」>,一樣這個鍵值對被散列到table[1]處，知足擴容條件，進行擴容

生成完newTable後用transfer方法進行遷移，執行完Entry<K,V> next = e.next;後與線程1同樣，e指向<1,」A」>,next指向<9,」C」>

線程2 而後執行循環體下面的語句

線程2執行完以後爲下圖

而後線程2按照一樣的邏輯進行第二次循環（while循環），下面是第二遍循環後的結果

下面是第三遍循環後的結果

此時，線程2時間片用完，線程1獲得時間片，開始執行

注意，此時線程1的e指向<1,A>,next指向<9,C>,在線程2操做鏈表的時候，線程1 中的e,next指向的元素沒變(一直是紅色的e和next)

線程一和線程二總體圖爲：

而後線程1開始執行循環內剩下的代碼

執行完後爲下圖

線程1繼續執行第二遍循環

執行完爲下圖

線程1繼續第三遍循環（注意：這次循環會造成環）

先執行 Entry<K,V> next = <1,A>.next

而後執行 <1,A>.next = newTable[1]

此時環已經造成

而後執行剩餘的兩行代碼

執行完，e 爲 null,退出循環

死循環的發生

當造成環後,當給HashMap中put元素的時候，這個元素恰巧落在了table[1]（無論有沒有更新table），而這個元素的Key不在table[1]這條鏈上，此時會發生死循環

或者在get元素的時候，該元素恰巧落在table[1]上，而且該元素的Key不在該鏈上，會發生死循環

原來死循環是這樣造成的

一塵

慧能

對，核心就是線程2修改了原來的鏈表結構，而線程1卻以原來的邏輯執行遷移

那併發下我還想使用散列表這種數據結構怎麼辦呢

一塵

慧能

用ConcurrentHashMap

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最後

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