HashMap在併發環境下的死循環分析[copy]

今天在看《分佈式java應用》這本書的時候看到作者提到HashMap在多線程併發的環境下有可能出現死循環，導致cpu100%的現象，看了下源碼結合網上的分析說明下這種可能性。可能出現問題的地方是在擴容的時候

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);
    }

 

這個方法本身沒有問題，問題出在transfer(newTable);這個方法是用來移動oldTable裏的數據到newTable裏。

/**
    * Transfers all entries from current table to newTable.
    */
   void transfer(Entry[] newTable) {
       Entry[] src = table;
       int newCapacity = newTable.length;
       for (int j = 0; j < src.length; j++) {
        //(1)
           Entry<K,V> e = src[j];
           if (e != null) {
               src[j] = null;
               do {
                //(2)
                   Entry<K,V> next = e.next;
                   int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                //(3)
                   e.next = newTable[i];
                   newTable[i] = e;
                   e = next;
               } while (e != null);
           }
       }
   }

 

下面分析可能出現的情況，假設原來table裏存放的entry鏈表順序是：

oldTable[i]:a1,a2,null

線程P1運行到(1)下面這行時，e=a1(a1.next=a2),執行到(2)下面時：next=e.next=a2。這個時候切換到線程P2，線程P2執行完這個鏈表的循環,如果剛好a1和a2在newTable裏的i值相同（int i = indexFor(e.hash, newCapacity);），那麼此時的鏈表順序是：

newTable[i]:a2(next=a1),a1,null

現在cpu重新切回P1，在（3）這行：e.next = newTable[i];即：a1.next=newTable[i]=a2;

然後：newTable[i]=e=a1;e = next=a2;可以看到這個時候a1.next=a2,a2.next=a1,形成迴環了，這樣就造成了死循環.下面是針對各個線程各變量的情況

init(初始值):a1.next=a2,a2.next=null
 P1:e=a1,next=e.next=a2; waiting
 P2:a2.next=a1,a1.next=null ;notify
 P1:e.next=a1.next=newTable[i]=a2; newTable[i]=a1,e=next=a2
 end:a1.next=a2;a2.next=a1(P2結束後產生的結果)

可以看到很偶然的情況下會出現死循環，不過一旦出現後果是非常嚴重的，多線程的環境還是應該用ConcurrentHashMap。