Hashmap头插法死循环

Posted 2020-12-09 qmillet

　　先来看一看老版本HashMap扩容代码：

void resize(int newCapacity)
{
    Entry[] oldTable = table;
    int oldCapacity = oldTable.length;
    ......
    //创建一个新的Hash Table
    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    //将Old Hash Table上的数据迁移到New Hash Table上
    transfer(newTable);
    table = newTable;
    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}

 

 　　其中，重点在于transfer()：

void transfer(Entry[] newTable)
{
　　//复制一个原数组src，Entry是一个静态内部类，有K，V，next三个成员变量
    Entry[] src = table;
　　//数组新容量
    int newCapacity = newTable.length;：
    //  从OldTable里摘一个元素出来，然后放到NewTable中
    for (int j = 0; j < src.length; j++) {
        Entry<K,V> e = src[j];//取出原数组一个元素
        if (e != null) {//判断原数组该位置有元素
            src[j] = null;//原数组位置置为空
            do {//对原数组某一位置下的一串元素进行操作
                Entry<K,V> next = e.next;//next是当前元素下一个
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);//i是元素在新数组的位置
                e.next = newTable[i];//此处体现了头插法，当前元素的下一个是新数组的头元素
                newTable[i] = e;//将原数组元素加入新数组
                e = next;//遍历到原数组某一位置下的一串元素的下一个
　　　　　　} while (e != null); 
　　　　} 
　　} 
}

 

 　　接下来图示单线程情况下，do循环内的情况：

　　初始：当前数组容量为2，有三个元素3、7、5，此处的hash算法是简化处理（对容量取模）。因此，3、7、5都在数组索引1对应的链表上。

　　扩容新容量为2*2=4。

　　第一步：当前Entry e对应3，next对应7，新位置i为3，然后将3插入新数组对应位置。

　　第二步：当前Entry e对应7，next对应5，新位置i为3，然后将新数组对应索引处的元素3添加到7的尾巴后（头插），然后将7插入新数组对应位置。

　　第三步：当前Entry e对应5，next对应null，新位置i为1, 然后将5插入新数组对应位置。

 

 

 　　接下来图示多线程情况下死循环场景：初始条件相同。

　　如果有两个线程：

　　　　线程一执行到 Entry<K,V> next = e.next; 便挂起了，即此时Entry e是3，next是7，3是在7前面的。

　　　　线程二执行完成。

　　此时如下图所示，线程一的3的next是7，而线程二的7的next是3。（此处是Entry里的next成员变量，在多个线程中相同Entry不冲突）。此时可以看出出现了死循环问题。

 

 

 　　如果此时线程一继续往下执行：

 　　第一步：当前Entry e对应3，next对应7，新位置i为3，然后将3插入新数组对应位置。

　　 第二步：当前Entry e对应7，next对应3（单线程情况下是5），新位置i为3，然后将7插入新数组对应位置。

　　 第三步：当前Entry e对应3，next对应7，此处死循环，永远不会跳出while循环。

 

 

 

总结归纳：多线程情况下，使用头插法会导致链表节点之间的关系混乱，出现倒排现象，例如原本3->7->5变成7->3，其他线程此时再进行扩容是会出现死循环。 

 单线程

0   

1        3 ->7 ->5

          e     next

　　　　　e　next

　　　　　　　e　　next=null　　　

0

1    5

2

3     7  -> 3    

多

0   

1        3 ->7 ->5

          e     next  线程池一中断

线程二执行完

0

1    5

2

3     7  -> 3    

线程一继续

　　　　出现死循环问题