HashMap并发分析

Posted 2022-04-20 chentingk

　　我们听过并发情况下的HashMap，会出现成环的情况，现在，我就来总结一下它成环的过程。

　　一言以蔽之，就是他在resize的时候，会改变元素的next指针。

　　之前在一篇博客里提到，HashMap的resize过程，首先capacity<<1，长度变为了原来的2倍；其次，原来的hash会&老的长度决定是移动到oldCap上还是原来位置。

　　假设，A线程在putVal一个元素，B线程同时也在putVal一个元素，并且他们都将引起resize（因为resize是put完成之后进行的）；

 

void transfer(Entry[] newTable) 
      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;
                 int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //！！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);
         
    
 

 

　　就是如上代码，它会将原来老数组中的链表遍历，并且串成新串，并放到新数组上。（生成的新链表是逆序的）

　　假设T1线程，已经获取到老数组开始遍历，此时让出了时间片，并且T2线程已经完成了相同位置的重新构造。

 

　　假设T1线程遍历到了T2，然后让出了时间片，T2线程完成了本条链表的resize，此时B的地址指向是A。

　　此时T1时间片申请到了，然后将实际内存中的B的next->A头插入T1的新链表中，T1就成环了。

　　然后T2先替换table的地址，T1后替换，最后是成环的数组替换上去了。

 

　　如果，访问这个新数组的时候，访问到了这个位置，就会一直RUNNABLE，永远不会结束。

　　但是1.8的HashMap不会出现，因为它会丢数据。因为它在生成新链表的时候，会生成与原来一样顺序的子链表（高低位），最后再替换到新数组的位置上。

　　假设A(低)->B(高)->C(低）这个链表在拆的时候，理应变成(A->C),(B)这两个链表。如果T1线程遍历到A，T2线程完成了构建，实际上A的next已经是C了，T1线程就把B丢掉了，但是不会成环。

    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];
        table = newTab;
        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;