轉載自?玻璃貓 程序員小灰

上一期我們介紹了HashMap的基本原理，

這一期我們來講解高并發環境下，HashMap可能出現的致命問題。

HashMap的容量是有限的。當經過多次元素插入，使得HashMap達到一定飽和度時，Key映射位置發生沖突的幾率會逐漸提高。

這時候，HashMap需要擴展它的長度，也就是進行Resize。

影響發生Resize的因素有兩個：

1.Capacity

HashMap的當前長度。上一期曾經說過，HashMap的長度是2的冪。

2.LoadFactor

HashMap負載因子，默認值為0.75f。

衡量HashMap是否進行Resize的條件如下：

HashMap.Size? ?>=? Capacity * LoadFactor

1.擴容

創建一個新的Entry空數組，長度是原數組的2倍。

2.ReHash

遍歷原Entry數組，把所有的Entry重新Hash到新數組。為什么要重新Hash呢？因為長度擴大以后，Hash的規則也隨之改變。

讓我們回顧一下Hash公式：

index =? HashCode（Key） &? （Length?- 1）?

當原數組長度為8時，Hash運算是和111B做與運算；新數組長度為16，Hash運算是和1111B做與運算。Hash結果顯然不同。

Resize前的HashMap：

Resize后的HashMap：

ReHash的Java代碼如下：

[java]?view plaincopy

/**?

?*?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;??

????????????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;??

????????}??

????}??

}??

注意：下面的內容十分燒腦，請小伙伴們坐穩扶好。

假設一個HashMap已經到了Resize的臨界點。此時有兩個線程A和B，在同一時刻對HashMap進行Put操作：

此時達到Resize條件，兩個線程各自進行Rezie的第一步，也就是擴容：

這時候，兩個線程都走到了ReHash的步驟。讓我們回顧一下ReHash的代碼：

假如此時線程B遍歷到Entry3對象，剛執行完紅框里的這行代碼，線程就被掛起。對于線程B來說：

e = Entry3

next = Entry2

這時候線程A暢通無阻地進行著Rehash，當ReHash完成后，結果如下（圖中的e和next，代表線程B的兩個引用）：

直到這一步，看起來沒什么毛病。接下來線程B恢復，繼續執行屬于它自己的ReHash。線程B剛才的狀態是：

e = Entry3

next = Entry2

當執行到上面這一行時，顯然 i = 3，因為剛才線程A對于Entry3的hash結果也是3。

我們繼續執行到這兩行，Entry3放入了線程B的數組下標為3的位置，并且e指向了Entry2。此時e和next的指向如下：

e = Entry2

next = Entry2

整體情況如圖所示：

接著是新一輪循環，又執行到紅框內的代碼行：

e = Entry2

next = Entry3

整體情況如圖所示：

接下來執行下面的三行，用頭插法把Entry2插入到了線程B的數組的頭結點：

整體情況如圖所示：

第三次循環開始，又執行到紅框的代碼：

e = Entry3

next = Entry3.next = null

最后一步，當我們執行下面這一行的時候，見證奇跡的時刻來臨了：

newTable[i] =?Entry2

e = Entry3

Entry2.next = Entry3

Entry3.next = Entry2

鏈表出現了環形！

整體情況如圖所示：

此時，問題還沒有直接產生。當調用Get查找一個不存在的Key，而這個Key的Hash結果恰好等于3的時候，由于位置3帶有環形鏈表，所以程序將會進入死循環！

1.Hashmap在插入元素過多的時候需要進行Resize，Resize的條件是

HashMap.Size? ?>=? Capacity * LoadFactor。

2.Hashmap的Resize包含擴容和ReHash兩個步驟，ReHash在并發的情況下可能會形成鏈表環。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的漫画：高并发下的HashMap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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