[Java] HashMap 导致的高 CPU 使用率

Posted 2020-08-17 TonyYPZhang

 今天在生产环境遇到一个问题，Java 应用程序的 cpu 使用比例很高，导致整台机器的 cpu 使用率高达 90% ，正常情况下是 20% 左右。

把 Thread dump 导出来，利用 IBM Thread Analyzer for Java 工具进行分析。总共有60 多个在线线程，其中有 15 个线程都在执行同一个文件中的同一句代码，最顶层的调用是 HashMap.get() 。

HashMap 的底层数据结构是数组 + 链表进行存储，链表用于处理 hash 碰撞的情况。正常情况下链接是线性链表，当数据结构在并发情况下被污染了，导致出现环形链表，则会出现程序的无限循环。

15 个线程在同一时间都在执行同一行代码，是很不正常的情况。当线程调用 HashMap.get 并在链表上搜索时，碰巧遇到的是被污染的环形链接，就能解释得通这个异常情况了。

HashMap 是非线程安全，在多线程并发访问时，有可能出现环形链表。详细且清晰的分析，参考：

A Beautiful Race Condition

Explain the timing causing HashMap.put() to execute an infinite loop

 

附：关于 HashMap 源码阅读笔记

Map / HashMap - 源代码学习笔记