如何解決HashMap并發時會引起死循環的問題

這篇文章給大家分享的是有關如何解決HashMap并發時會引起死循環的問題的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

今天研讀Java并發容器和框架時，看到為什么要使用ConcurrentHashMap時，其中有一個原因是：線程不安全的HashMap, HashMap在并發執行put操作時會引起死循環，是因為多線程會導致HashMap的Entry鏈表形成環形數據結構，查找時會陷入死循環。

1）當往HashMap中添加元素時，會引起HashMap容器的擴容，原理不再解釋，直接附源代碼，如下：

/** 
* 
* 往表中添加元素，如果插入元素之后，表長度不夠，便會調用resize方法擴容 
*/  
void 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);  
   if (size++ >= threshold)  
       resize(2 * table.length);  
}  

/** 
* resize()方法如下，重要的是transfer方法，把舊表中的元素添加到新表中
*/  
void resize(int newCapacity) {  
   Entry[] oldTable = table;  
   int oldCapacity = oldTable.length;  
   if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  
       threshold = Integer.MAX_VALUE;  
       return;  
   }  

   Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  
   transfer(newTable);  
   table = newTable;  
   threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);  
}

2）參考上面的代碼，便引入到了transfer方法，（引入重點）這就是HashMap并發時，會引起死循環的根本原因所在，下面結合transfer的源代碼，說明一下產生死循環的原理，先列transfer代碼（這是里JDK7的源偌），如下：

/**
 * Transfers all entries from current table to newTable.
 */
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {

        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;            ---------------------(1)
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        } // while

    }
}

3）假設：

Map<Integer> map = new HashMap<Integer>(2);  // 只能放置兩個元素，其中的threshold為1（表中只填充一個元素時），即插入元素為1時就擴容（由addEntry方法中得知）
//放置2個元素 3 和 7，若要再放置元素8（經hash映射后不等于1）時，會引起擴容

假設放置結果圖如下：

現在有兩個線程A和B，都要執行put操作，即向表中添加元素，即線程A和線程B都會看到上面圖的狀態快照

執行順序如下：

執行一： 線程A執行到transfer函數中（1）處掛起（transfer函數代碼中有標注）。此時在線程A的棧中

e = 3
next = 7

執行二：線程B執行 transfer函數中的while循環，即會把原來的table變成新一table（線程B自己的棧中），再寫入到內存中。如下圖（假設兩個元素在新的hash函數下也會映射到同一個位置）

執行三：線程A解掛，接著執行（看到的仍是舊表），即從transfer代碼 1）處接著執行，當前的 e = 3, next = 7, 上面已經描述。

1.處理元素 3 ， 將 3 放入 線程A自己棧的新table中（新table是處于線程A自己棧中，是線程私有的，不肥線程2的影響），處理3后的圖如下：

2.線程A再復制元素 7 ，當前 e = 7 ,而next值由于線程 B 修改了它的引用，所以next 為 3 ，處理后的新表如下圖

3.由于上面取到的next = 3, 接著while循環，即當前處理的結點為3， next就為null ，退出while循環，執行完while循環后，新表中的內容如下圖：

4.當操作完成，執行查找時，會陷入死循環！

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