HashMap的jdk版本不同

末蓝、 2023-02-09 10:30 6阅读 0赞

关于HashMap，其实在jdk1.8和1.7版本之间的差别还是蛮大的，这几天在经过认真分析和理解之后，通过实验将学习成果进行展示。

首先提出一个问题：jdk1.7多线程环境下HashMap容易出现死循环？

public class HashMapTest {
    
         public static void main(String[] args) {
             HashMapThread thread0 = new HashMapThread();
             HashMapThread thread1 = new HashMapThread();
             HashMapThread thread2 = new HashMapThread();
             HashMapThread thread3 = new HashMapThread();
             HashMapThread thread4 = new HashMapThread();
             thread0.start();
             thread1.start();
             thread2.start();
             thread3.start();
             thread4.start();
         }
     }
    
     class HashMapThread extends Thread {
         private static AtomicInteger ai = new AtomicInteger();
         private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    
        @Override
         public void run() {
             while (ai.get() < 1000000) {
                map.put(ai.get(), ai.get());
                 ai.incrementAndGet();
             }
         }
     }

请自行运行这段代码，模拟循环死锁现象。其实原理就是同时启动多个线程，不断进行put操作。

其原因就在于，jdk1.7版本中HashMap的扩容机制有问题，根源在transfer函数中，接下来阅读源码：

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
             int newCapacity = newTable.length;
             for (Entry<K,V> e : table) {
                 while(null != e) {
                 //采用头插法
                     Entry<K,V> next = e.next;
                     if (rehash) {
                         e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                     }
                     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                     e.next = newTable[i];
                     newTable[i] = e;
                     e = next;
                 }
             }
         }

从中知道，在将Table中的数据插入进NewTable中的过程中，采用头插法，会导致链表的顺序反转，也就是形成循环链表，造成死锁现象。  
jdk1.8的改进  
在此版本中采用尾部插入的方式，不会形成循环链表，但是仍在线程不安全，接下来看put操作。

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
     2                    boolean evict) {
     3         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
     4         if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
     5             n = (tab = resize()).length;
     6         if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) // 如果没有hash碰撞则直接插入元素
     7             tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
     8         else {
     9             Node<K,V> e; K k;
    10             if (p.hash == hash &&
    11                 ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
    12                 e = p;
    13             else if (p instanceof TreeNode)
    14                 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
    15             else {
    16                 for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
    17                     if ((e = p.next) == null) {
    18                         p.next = newNode(hash, key, value, null);
    19                         if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
    20                             treeifyBin(tab, hash);
    21                         break;
    22                     }
    23                     if (e.hash == hash &&
    24                         ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
    25                         break;
    26                     p = e;
    27                 }
    28             }
    29             if (e != null) { // existing mapping for key
    30                 V oldValue = e.value;
    31                 if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
    32                     e.value = value;
    33                 afterNodeAccess(e);
    34                 return oldValue;
    35             }
    36         }
    37         ++modCount;
    38         if (++size > threshold)
    39             resize();
    40         afterNodeInsertion(evict);
    41         return null;
    42     }

这是jdk1.8中HashMap中put操作的主函数， 注意第6行代码，如果没有hash碰撞则会直接插入元素。如果线程A和线程B同时进行put操作，刚好这两条不同的数据hash值一样，并且该位置数据为null，所以这线程A、B都会进入第6行代码中。假设一种情况，线程A进入后还未进行数据插入时挂起，而线程B正常执行，从而正常插入数据，然后线程A获取CPU时间片，此时线程A不用再进行hash判断了，问题出现：线程A会把线程B插入的数据给覆盖，发生线程不安全。  
另外区别：再新版本中链表长度达到一定长度时，会自动转化为红黑树。