Java集合---多线程环境下hashmap死循环

为何出现死循环？大家都知道，HashMap采用链表解决Hash冲突，具体的HashMap的分析可以参考一下Java集合---HashMap源码剖析 的分析。因为是链表结构，那么就很容易形成闭合的链路，这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操作就会产生死循环。但是，我好奇的是，这种闭合的链路是如何形成的呢。在单线程情况下，只有一个线程对HashMap的数据结构进行操作，是不可能产生闭合的回路的。那就只有在多线程并发的情况下才会出现这种情况，那就是在put操作的时候，如果size>initialCapacity*loadFactor，那么这时候HashMap就会进行rehash操作，随之HashMap的结构就会发生翻天覆地的变化。很有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操作，产生了闭合的回路。下面我们从源码中一步一步地分析这种回路是如何产生的。先看一下put操作：  存储数据putpublic V put(K key, V value){    ......    //算Hash值    int hash = hash(key.hashCode());    int i = indexFor(hash, table.length);    //如果该key已被插入，则替换掉旧的value （链接操作）    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++;    //该key不存在，需要增加一个结点    addEntry(hash, key, value, i);    returnnull;}当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。如果这个元素所在的位置上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，而先前加入的放在链尾。  检查容量是否超标addEntryvoid addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex){    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);    //查看当前的size是否超过了我们设定的阈值threshold，如果超过，需要resize    if (size++ >= threshold)        resize(2 * table.length);}可以看到，如果现在size已经超过了threshold，那么就要进行resize操作,新建一个更大尺寸的hash表，然后把数据从老的Hash表中迁移到新的Hash表中：  调整Hash表大小resizevoid resize(int newCapacity){    Entry[] oldTable = table;    int oldCapacity = oldTable.length;    ......    //创建一个新的Hash Table    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];    //将Old Hash Table上的数据迁移到New Hash Table上    transfer(newTable);    table = newTable;    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);}当table[]数组容量较小，容易产生哈希碰撞，所以，Hash表的尺寸和容量非常的重要。一般来说，Hash表这个容器当有数据要插入时，都会检查容量有没有超过设定的thredhold，如果超过，需要增大Hash表的尺寸，这个过程称为resize。多个线程同时往HashMap添加新元素时，多次resize会有一定概率出现死循环，因为每次resize需要把旧的数据映射到新的哈希表，这一部分代码在HashMap#transfer() 方法，如下：void transfer(Entry[] newTable){    Entry[] src = table;    int newCapacity = newTable.length;    //下面这段代码的意思是：    //  从OldTable里摘一个元素出来，然后放到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);        }    }}绿色部分代码是导致多线程使用hashmap出现CUP使用率骤增，从而多个线程阻塞的罪魁祸首。 更多细节分析参见资料：http://hongjiang.info/tag/collection/疫苗：Java HashMap的死循环关于MAP线程不安全的问题