面試官問：HashMap在併發情況下爲什麼造成死循環？一臉懵

這個問題是在面試時常問的幾個問題，一般在問這個問題之前會問Hashmap和HashTable的區別？面試者一般會回答：hashtable是線程安全的，hashmap是線程不安全的。

那麼面試官就會緊接着問道，爲什麼hashmap不是線程安全的，會造成什麼問題麼？於是面試者就回答：HashMap在併發情況下的put操作會造成死循環。

這時候就會被面試官問：HashMap在併發爲什麼造成死循環？

很多面試者這時候就會一臉懵。沒有過相關經驗和深入的理解源碼是很難回答這個問題的。

下面我們就通過HahMap源碼來驗證下，多線程併發put操作爲何會生成環形鏈表，產生死循環。

這是HashMap擴容的源碼

/**
 * 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) {
            //（關鍵代碼）
            Entry<K,V> next = e.next;
            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  

    }
}

開始之前先回顧一下HashMap的擴容機制：
HashMap默認設定的裝載因子爲0.75（可改），HashMap的大小爲length，已經裝載的元素數量爲num，當（ num / length ）> 裝載因子時，
開始擴容

先創建一個散列表HashMap：Map<Integer> map = new HashMap<Integer>(2);，裝載因子默認0.75，當插入第二個元素時，會發生擴容
我們先在map中放入6、8兩個元素。

這時有兩個線程都執行put操作，那麼在此刻兩個線程都對HashMap進行擴容，這時候就注意在上文的源碼裏註釋爲（關鍵代碼）這一行：Entry<K,V> next = e.next;

假如兩個線程分別爲A、B兩個線程。A線程在執行到關鍵代碼這一行線程就被掛起，那麼此刻A線程中：e = 6; next = 8;

接着B線程開始進行擴容，假設新的散列表中，節點6 和 節點8 還是會產生散列衝突，那麼線程B的擴容過程爲：

• 先申請一個空間爲舊散列表兩倍大的空間

• 將節點6 遷移至新散列表

• 將節點8 遷移至新散列表

此時線程B的擴容已經完成，節點8 的後繼節點爲節點6 ，節點6的後繼節點爲null。

我們將新舊兩個散列表做個對比：

回顧一下線程A的當前狀態：e = 6; next = 8;，處於掛起狀態。接着A線程取消掛起狀態，接着執行（關鍵代碼）之後的代碼：將e = 6;節點遷移至新的散列表，並將next = 8的節點賦值給e。擴容並遷移節點6後的狀態，如下圖所示：

於是第二次執行while循環時，當前待處理節點：e = 8;

在執行（關鍵代碼）這一行時，由於線程B在擴容時將節點8的後繼節點變爲節點6，所以next不是爲null，而是next = 6;

接着開始執行第三次while循環，由於節點6的後繼節點爲null，所以 next = null;，執行完第三次while循環的結果爲：

循環結束。

可以看到擴容後的散列表中鏈表成環，如果這時候執行get()方法查詢，就會導致死循環。

總結

HashMap的方法不是線程安全的。HashMap在併發執行put操作時發生擴容，可能會導致節點丟失，產生環形鏈表等情況。

• 節點丟失，會導致數據不準
• 生成環形鏈表，會導致get()方法死循環。

知識拓展

在jdk1.7中，由於擴容時使用頭插法，在併發時可能會形成環狀列表，導致死循環，在jdk1.8中改爲尾插法，可以避免這種問題，但是依然避免不了節點丟失的問題。

建議

HashMap的設計初衷就不是在併發情況下使用，如果有併發的場景，推薦使用ConcurrentHashMap