無論是在實際工作中還是在面試中，HashMap 無疑是使用頻率最高的知識點之一，所以我們需要搞懂每一個關于 HashMap 的知識點才行。

哈嘍，大家好，我是老王，歡迎來到 Java 面試突擊，我們今天來開始第 6 期的內容。

本期的問題是：HashMap 為什會導致 CPU 運行 100%？這是一個比較常見的經典問題了，但是有很多人讀者朋友給我反饋，尼瑪，看文章根本看不懂啊？Sun 公司都不知道這個問題的原因吧？不，是 Oracle 公司都不知道這個問題的原因吧？面試官怕也不知道這個的答案吧？

咳咳，作為一個很正經的面試官，我覺得這個問題一點都不重要，重要的是你不知道答案啊。好的，下一位面試者請進，您先回去等通知吧。

為了避免這種尷尬的事情發生，今天我們來好好聊一下這個問題，畢竟技能再手，才能吊打面試官不是？

正文

這個問題相關的知識點，有以下幾個：

HashMap 的底層數據結構是什么？

什么是哈希碰撞？如何該解決這個問題？

什么是擴展因子？它有什么用？

還有對 HashMap 源碼的理解，為什么 HashMap 會導致死循環？

視頻版答案

視頻內容如下：

圖文答案

1.HashMap?的底層數據結構

先來說 HashMap 的底層數據結構，看過 HashMap 的源碼我們就會發現，JDK 1.7 和 JDK 1.8 HashMap 的組成是不同的，JDK 1.7 HashMap 的組成是數組 +?鏈表的形式，而 JDK 1.8 新增了紅黑樹的數據結構，當 HashMap 中的鏈表長度大于 8 時，鏈表結構就會轉換為紅黑樹，如下圖所示：

2.哈希碰撞及解決方案

所謂的哈希碰撞指的是不同的值，經過哈希之后得到的值確是相同的，這種情況就叫做哈希碰撞或哈希沖突。解決哈希碰撞的常用方法是：開放定址法和鏈表地址法，而?HashMap?采用的就是鏈表地址法。它的實現原理就是將?HashMap?中相同的哈希值以鏈表的形式存儲起來。

3.擴展因子

擴展因子也叫加載因子或負載因子是 HashMap 中的一個屬性，如下圖所示：假如數組的默認長度為 10，擴展因子為 0.5，那么當數組超過 10*0.5=5 個時，HashMap 就會擴容為之前容量的兩倍，所以說擴展因子就是用來判定 HashMap 是否滿足擴容條件的。

4.HashMap死循環分析

HashMap 導致 CPU 100%?的原因就是因為 HashMap 死循環導致的，那 HashMap 是如何造成死循環的？接下來我們一起來看。

以 JDK 1.7 為例，假設 HashMap 的默認大小為 2，HashMap 本身中有一個鍵值 key(5)，我們再使用兩個線程：t1 添加 key(3)，t2 添加 key(7)，首先兩個線程先把 key(3) 和 key(7) 都添加到 HashMap 中，此時因為 HashMap 的長度不夠用了就會進行擴容操作，然后這時線程 t1 在執行到 Entry<K,V> next = e.next; 時，交出了 CPU 的使用權，源代碼如下：

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; // 線程一執行此處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;}} }

那么此時線程 t1 中的 e 指向了 key(3)，而 next 指向了 key(7) ；之后線程 t2 重新 rehash 之后鏈表的順序被反轉，鏈表的位置變成了 key(5) -> key(7) -> key(3)，其中 “->” 用來表示下一個元素，當 t1 重新獲得執行權之后，先執行 newTalbe[i] = e 把 key(3) 的 next 設置為 key(7)，而下次循環時查詢到 key(7) 的 e.next 為 key(3)，于是就形 成了 key(3) 和 key(7) 的環形引用，就導致了死循環的產生，如下圖所示：

HashMap 發生死循環的一個重要原因是 JDK 1.7 時鏈表的插入是首部倒序插入的，而 JDK 1.8 時已經變成了尾部插入，有人把這個死循環的問題反饋給了 Sun 公司，但它們認為這不是一個問題，因為 HashMap 本身就是非線程安全的，如果要在多線程使用建議使用 ConcurrentHashMap 替代 HashMap，但面試中這個問題被問的頻率比較高，所以在這里就特殊說明一下。

小結

HashMap 是非線程安全的，以 JDK 1.7 為例，當多線程并發擴容時就會出現環形引用的問題，從而導致死循環的出現，一直死循環就會導致 CPU 運行 100%，所以在多線程使用時，我們需要使用 ConcurrentHashMap 來替代 HashMap，但只有懂得其中的因果關系才能吊打面試官，好了，本節內容到這里就結束了，我們下期再見。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的HashMap 为什么会导致 CPU 100%？文章看不懂？来看这个视频吧！——面试突击 006 期...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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