HashMap通常会用一个指针数组(假设为table[])来做分散所有的key,当一个key被加入时,会通过Hash算法通过key算出这个数组的下标i,然后就把这个<key, value>插到table[i]中,如果有两个不同的key被算在了同一个i,那么就叫冲突,又叫碰撞,这样会在table[i]上形成一个链表。

我们知道,如果table[]的尺寸很小,比如只有2个,如果要放进10个keys的话,那么碰撞非常频繁,于是一个O(1)的查找算法,就变成了链表遍历,性能变成了O(n),这是Hash表的缺陷

所以,Hash表的尺寸和容量非常的重要。一般来说,Hash表这个容器当有数据要插入时,都会检查容量有没有超过设定的thredhold,如果超过,需要增大Hash表的尺寸,但是这样一来,整个Hash表里的无素都需要被重算一遍。这叫rehash,这个成本相当的大。

相信大家对这个基础知识已经很熟悉了。

HashMap的rehash源代码

下面,我们来看一下Java的HashMap的源代码。

Put一个Key,Value对到Hash表中:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
public V put(K key, V value)
{
    ......
    //算Hash值     int hash = hash(key.hashCode());
    int i = indexFor(hash, table.length);
    //如果该key已被插入,则替换掉旧的value (链接操作)     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    //该key不存在,需要增加一个结点     addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

检查容量是否超标

1
2
3
4
5
6
7
8
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)
{
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
    //查看当前的size是否超过了我们设定的阈值threshold,如果超过,需要resize     if (size++ >= threshold)
        resize(2 * table.length);
}

新建一个更大尺寸的hash表,然后把数据从老的Hash表中迁移到新的Hash表中。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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);
}

迁移的源代码,注意高亮处:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
void transfer(Entry[] newTable)
{
    Entry[] src = table;
    int newCapacity = newTable.length;
    //下面这段代码的意思是:     //  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];
        if (e != null) {
            src[j] = null;
            do {
                Entry<K,V> next = e.next;
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            } while (e != null);
        }
    }
}

好了,这个代码算是比较正常的。而且没有什么问题。

正常的ReHash的过程

画了个图做了个演示。

  • 我假设了我们的hash算法就是简单的用key mod 一下表的大小(也就是数组的长度)。
  • 最上面的是old hash 表,其中的Hash表的size=2, 所以key = 3, 7, 5,在mod 2以后都冲突在table[1]这里了。
  • 接下来的三个步骤是Hash表 resize成4,然后所有的<key,value> 重新rehash的过程

并发下的Rehash

1)假设我们有两个线程。我用红色和浅蓝色标注了一下。

我们再回头看一下我们的 transfer代码中的这个细节:

1
2
3
4
5
6
7
do {
    Entry<K,V> next = e.next; // <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
    e.next = newTable[i];
    newTable[i] = e;
    e = next;
} while (e != null);

而我们的线程二执行完成了。于是我们有下面的这个样子。

注意,因为Thread1的 e 指向了key(3),而next指向了key(7),其在线程二rehash后,指向了线程二重组后的链表。我们可以看到链表的顺序被反转后。

2)线程一被调度回来执行。

  • 先是执行 newTalbe[i] = e;
  • 然后是e = next,导致了e指向了key(7),
  • 而下一次循环的next = e.next导致了next指向了key(3)

3)一切安好。

线程一接着工作。把key(7)摘下来,放到newTable[i]的第一个,然后把e和next往下移

4)环形链接出现。

e.next = newTable[i] 导致  key(3).next 指向了 key(7)

注意:此时的key(7).next 已经指向了key(3), 环形链表就这样出现了。

于是,当我们的线程一调用到,HashTable.get(11)时,悲剧就出现了——Infinite Loop。

HashMap死循环图如下所示:

参见:http://blog.csdn.net/xuefeng0707/article/details/40797085

http://my.oschina.net/xianggao/blog/393990?fromerr=L1pbCT6K

HashMap多线程死循环问题的更多相关文章

  1. 多线程下HashMap的死循环问题

    多线程下[HashMap]的问题: 1.多线程put操作后,get操作导致死循环.2.多线程put非NULL元素后,get操作得到NULL值.3.多线程put操作,导致元素丢失. 本次主要关注[Has ...

  2. HashMap多线程并发问题分析

    转载: HashMap多线程并发问题分析 并发问题的症状 多线程put后可能导致get死循环 从前我们的Java代码因为一些原因使用了HashMap这个东西,但是当时的程序是单线程的,一切都没有问题. ...

  3. 图解集合5:不正确地使用HashMap引发死循环及元素丢失

    问题引出 前一篇文章讲解了HashMap的实现原理,讲到了HashMap不是线程安全的.那么HashMap在多线程环境下又会有什么问题呢? 几个月前,公司项目的一个模块在线上运行的时候出现了死循环,死 ...

  4. 【转】Java HashMap的死循环

    问题的症状 从前我们的Java代码因为一些原因使用了HashMap这个东西,但是当时的程序是单线程的,一切都没有问题.后来,我们的程序性能有问题,所以需要变成多线程的,于是,变成多线程后到了线上,发现 ...

  5. Java - HashMap 多线程安全解析

    HashMap多线程并发问题分析 多线程put后可能导致get死循环 从前我们的Java代码因为一些原因使用了HashMap这个东西,但是当时的程序是单线程的,一切都没有问题.后来,我们的程序性能有问 ...

  6. 集合(五)不正确地使用HashMap引发死循环及元素丢失

    前一篇文章讲解了HashMap的实现原理,讲到了HashMap不是线程安全的.那么HashMap在多线程环境下又会有什么问题呢? 几个月前,公司项目的一个模块在线上运行的时候出现了死循环,死循环的代码 ...

  7. JDK(九)JDK1.7源码分析【集合】HashMap的死循环

    前言 在JDK1.7&1.8源码对比分析[集合]HashMap中我们遗留了一个问题:为什么HashMap在调用resize() 方法时会出现死循环?这篇文章就通过JDK1.7的源码来分析并解释 ...

  8. HashMap多线程并发问题分析-正常和异常的rehash1(阿里)

    多线程put后可能导致get死循环 从前我们的Java代码因为一些原因使用了HashMap这个东西,但是当时的程序是单线程的,一切都没有问题.后来,我们的程序性能有问题,所以需要变成多线程的,于是,变 ...

  9. 面试突击17:HashMap除了死循环还有什么问题?

    面试合集:https://gitee.com/mydb/interview 本篇的这个问题是一个开放性问题,HashMap 除了死循环之外,还有其他什么问题?总体来说 HashMap 的所有" ...

随机推荐

  1. opencv 在工业中的应用:二维标定

    在工业中经常要检测一个零件的尺寸,但是图像处理得到的是像素值,怎么才能得到实际的毫米值呢?这就要用到二维标定,我用OPENCV写了一个利用标定板进行标定的DEMO. 很多商业软件都没有二维标定的功能, ...

  2. python包管理工具

    pip 是一个安装和管理 Python 包的工具 , 是 easy_install 的一个替换品.本文将详细说明 安装 pip 的方法和 使用 pip 的一些基本操作如安装.更新和卸载 python ...

  3. A Tour of Go Switch with no condition

    Switch without a condition is the same as switch true. This construct can be a clean way to write lo ...

  4. 第二十章、启动流程、模块管理与 Loader grub

    Boot Loader: Grub 『 boot loader 是加载核心的重要工具』!没有 boot loader 的话,那么 kernel 根本就没有办法被系统加载! boot loader 的两 ...

  5. MVC4的bundling功能简介

    Bundling and Minification是asp.net mvc4中一项可以减少用户请求等待时间,提升用户体验的一项技术.在VS2010中新建MVC4项目是,如果选择"基本&quo ...

  6. stm32 时钟配置——外部时钟倍频、内部时钟倍频 【worldsing笔记】

    stm32可选的时钟源 在STM32中,可以用内部时钟,也可以用外部时钟,在要求进度高的应用场合最好用外部晶体震荡器,内部时钟存在一定的精度误差. 准确的来说有4个时钟源可以选分别是HSI.LSI.H ...

  7. C#下实现软件欢迎界面

    找到几种简约的欢迎界面的制作方法,存此记录. 方法一:双线程,用第二个线程启动欢迎界面 原文:http://www.cnblogs.com/xiaoshatian/archive/2010/09/07 ...

  8. JAVA的设计模式之单例设计模式

    1.确保一个类只有一个实例,自行提供这个实例并向整个系统提供这个实例. 1)理论 Java Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在. 使用Singl ...

  9. eclipse 护眼色

    eclipse windows 窗口背景颜色 保护视力 博客分类: 工具使用 EclipseWindows  eclipse  窗口背景颜色 windows 窗口背景颜色

  10. LocalDB 的创建与迁移

    首先创建对应的对象 public class Movie { public int ID { get; set; } public string Title { get; set; } public ...