多线程下HashMap的死循环问题

多线程下[HashMap]的问题：

一、多线程put操做后，get操做致使死循环。
二、多线程put非NULL元素后，get操做获得NULL值。
三、多线程put操做，致使元素丢失。

本次主要关注[HashMap]-死循环问题。

为什么出现死循环？

你们都知道，HashMap采用链表解决Hash冲突，具体的HashMap的分析能够参考一下Java集合---HashMap源码剖析 的分析。由于是链表结构，那么就很容易造成闭合的链路，这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操做就会产生死循环。可是，我好奇的是，这种闭合的链路是如何造成的呢。在单线程状况下，只有一个线程对HashMap的数据结构进行操做，是不可能产生闭合的回路的。那就只有在多线程并发的状况下才会出现这种状况，那就是在put操做的时候，若是size>initialCapacity*loadFactor，那么这时候HashMap就会进行rehash操做，随之HashMap的结构就会发生翻天覆地的变化。颇有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操做，产生了闭合的回路。

下面咱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操做：

存储数据put

public V put(K key, V value) { ...... //算Hash值
    int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length); //若是该key已被插入，则替换掉旧的value （连接操做）
    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，须要增长一个结点
 addEntry(hash, key, value, i); return null; }

当咱们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hash值获得这个元素在数组中的位置（即下标），而后就能够把这个元素放到对应的位置中了。 若是这个元素所在的位置上已经存放有其余元素了，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addEntry

能够看到，若是如今size已经超过了threshold，那么就要进行resize操做,新建一个更大尺寸的hash表，而后把数据从老的Hash表中迁移到新的Hash表中：

调整Hash表大小resize

void resize(int newCapacity) { Entry[] oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; ...... //建立一个新的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，因此，Hash表的尺寸和容量很是的重要。通常来讲，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，若是超过，须要增大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，屡次resize会有必定几率出现死循环，由于每次resize须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，以下：

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，而后放到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); } } }

绿色部分代码是致使多线程使用hashmap出现CUP使用率骤增，从而多个线程阻塞的罪魁祸首。