多線程下HashMap的死迴圈問題，多線程hashmap

多線程下HashMap的死迴圈問題，多線程hashmap
多線程下[HashMap]的問題：

1、多線程put操作後，get操作導致死迴圈。
2、多線程put非NULL元素後，get操作得到NULL值。
3、多線程put操作，導致元素丟失。

本次主要關注[HashMap]-死迴圈問題。

為何出現死迴圈？

大家都知道，HashMap採用鏈表解決Hash衝突，具體的HashMap的分析可以參考一下Java集合---HashMap源碼剖析 的分析。因為是鏈表結構，那麼就很容易形成閉合的鏈路，這樣在迴圈的時候只要有線程對這個HashMap進行get操作就會產生死迴圈。但是，我好奇的是，這種閉合的鏈路是如何形成的呢。在單線程情況下，只有一個線程對HashMap的資料結構進行操作，是不可能產生閉合的迴路的。那就只有在多線程並發的情況下才會出現這種情況，那就是在put操作的時候，如果size>initialCapacity*loadFactor，那麼這時候HashMap就會進行rehash操作，隨之HashMap的結構就會發生翻天覆地的變化。很有可能就是在兩個線程在這個時候同時觸發了rehash操作，產生了閉合的迴路。

下面我們從源碼中一步一步地分析這種迴路是如何產生的。先看一下put操作：

儲存資料put

public V put(K key, V value){    ......    //算Hash值    int hash = hash(key.hashCode());    int i = indexFor(hash, table.length);    //如果該key已被插入，則替換掉舊的value （連結操作）    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {        Object k;        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {            V oldValue = e.value;            e.value = value;            e.recordAccess(this);            return oldValue;        }    }    modCount++;    //該key不存在，需要增加一個結點    addEntry(hash, key, value, i);    return null;}

當我們往HashMap中put元素的時候，先根據key的hash值得到這個元素在數組中的位置（即下標），然後就可以把這個元素放到對應的位置中了。 如果這個元素所在的位置上已經存放有其他元素了，那麼在同一個位子上的元素將以鏈表的形式存放，新加入的放在鏈頭，而先前加入的放在鏈尾。

檢查容量是否超標addEntry

可以看到，如果現在size已經超過了threshold，那麼就要進行resize操作,建立一個更大尺寸的hash表，然後把資料從老的Hash表中遷移到新的Hash表中：

調整Hash表大小resize

void resize(int newCapacity){    Entry[] oldTable = table;    int oldCapacity = oldTable.length;    ......    //建立一個新的Hash Table    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];    //將Old Hash Table上的資料移轉到New Hash Table上    transfer(newTable);    table = newTable;    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);}

當table[]數組容量較小，容易產生雜湊碰撞，所以，Hash表的尺寸和容量非常的重要。一般來說，Hash表這個容器當有資料要插入時，都會檢查容量有沒有超過設定的thredhold，如果超過，需要增大Hash表的尺寸，這個過程稱為resize。

多個線程同時往HashMap添加新元素時，多次resize會有一定機率出現死迴圈，因為每次resize需要把舊的資料對應到新的雜湊表，這一部分代碼在HashMap#transfer() 方法，如下：

void transfer(Entry[] newTable){    Entry[] src = table;    int newCapacity = newTable.length;    //下面這段代碼的意思是：    //  從OldTable裡摘一個元素出來，然後放到NewTable中    for (int j = 0; j < src.length; j++) {        Entry<K,V> e = src[j];        if (e != null) {            src[j] = null;            do {                Entry<K,V> next = e.next;                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);                e.next = newTable[i];                newTable[i] = e;                e = next;            } while (e != null);        }    }}

綠色部分代碼是導致多線程使用hashmap出現CUP使用率驟增，從而多個線程阻塞的罪魁禍首。