1、多线程的put可能导致元素的丢失
public class ConcurrentIssueDemo1 {
private static Map<String, String> map = new HashMap<>();
public static void main(String[] args) {
// 线程1 => t1
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 99999999; i++) {
map.put("thread1_key" + i, "thread1_value" + i);
}
}
}).start();
// 线程2 => t2
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 99999999; i++) {
map.put("thread2_key" + i, "thread2_value" + i);
}
}
}).start();
}
}
注意⚠️：上述代码可能会出现线程不安全的情况，不是直接运行就会出现线程不安全的情况。
put源码分析
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
//通过hash值计算值在tab中的位置，并将这个位置上的元素赋值给p，如果这个位置为空，则new一个新的node放在这个位置上
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//tab数组当前index上已经存在元素，向这个元素后追加链表
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//新建节点并追加到链表
if ((e = p.next) == null) {//#1
p.next = newNode(hash, key, value, null);//#2
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
当两个线程同时执行put值，且经过hash值计算在同一个tab数组位置，两个线程都执行完#1后，线程1先执行#2，放入了自己的值，线程2后执行了#2，会覆盖线程1put的值。
2、put和get并发时，可能导致get为null
场景：当线程1执行put时，因为元素个数超出threshold而导致resize，线程2此时执行get，有可能导致这个问题
/**
* Initializes or doubles table size. If null, allocates in
* accord with initial capacity target held in field threshold.
* Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
* elements from each bin must either stay at same index, or move
* with a power of two offset in the new table.
*
* @return the table
*/
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];#1
table = newTab;#2
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
在线程1执行到代码#1的时候，用新计算的容量new了一个新的hash表，#2将新创建的空的hash表赋值给实例变量table。此时table是空的。 如果此时线程2执行get时，就会get出null。
3、JDK7中HashMap并发put可能会造成循环链表，导致get出现死循环
循环链表出现的原因是因为在JDK1.7中扩容时将元素从旧链表中存到链表时使用了头插法，导致扩容前后元素的相对位置不一致，并发扩容时可能会导致循环链表的出现，在JDK1.8中修复了这个问题，1.8使用尾插法来将元素用旧链表迁到新链表中。
void resize(int newCapacity) { //传入新的容量
Entry[] oldTable = table; //引用扩容前的Entry数组
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { //扩容前的数组大小如果已经达到最大(2^30)了
threshold = Integer.MAX_VALUE; //修改阈值为int的最大值(2^31-1)，这样以后就不会扩容了
return;
}
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; //初始化一个新的Entry数组
transfer(newTable); //！！将数据转移到新的Entry数组里，这里包含最重要的重新定位
table = newTable; //HashMap的table属性引用新的Entry数组
threshold = (int) (newCapacity * loadFactor);//修改阈值
}
/**
* Transfers all entries from current table to newTable.
*/
// 关键在于这个transfer方法，这个方法的作用是将旧hash表中的元素rehash到新的hash表中
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
Entry[] src = table; //src引用了旧的Entry数组
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) { //遍历旧的Entry数组
Entry<K, V> e = src[j]; //取得旧Entry数组的每个元素
if (e != null) {
src[j] = null;//释放旧Entry数组的对象引用（for循环后，旧的Entry数组不再引用任何对象）
do {
Entry<K, V> next = e.next; //#1
int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //#2！！重新计算每个元素在数组中的位置
e.next = newTable[i]; //标记[1]
newTable[i] = e; //将元素放在数组上
e = next; //访问下一个Entry链上的元素
} while (e != null);
}
}
}
JDK1.7循环链表的形成
当两个线程同时执行扩容逻辑，线程2执行到#1语句时，cpu时间片分给线程1，线程1执行完了扩容逻辑，到图2的形式，然后线程2继续执行#2语句，一个循环结束，到达了图3的状态，指针的状态装换到右边key👉指针的状态，再次执行一个循环，到达了图4的状态，最后执行一次循环，到达图5状态，循环链表形成。
get时因为循环链表造成死循环
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
/**
* Implements Map.get and related methods.
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @return the node, or null if none
*/
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);//循环条件一直满足，循环行成死循环
}
}
return null;
}
