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你可知HashMap为什么是线程不安全的

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-01-30
目录 HashMap 的线程不安全 HashMap 中的 put() 方法 数据的覆盖一 数据的覆盖二 HashMap 的线程不安全 HashMap 的线程不安全主要体现在下面两个方面 在 jdk 1.7 中,当并发执行扩容操作时会造成
目录
  • HashMap 的线程不安全
  • HashMap 中的 put() 方法
  • 数据的覆盖一
  • 数据的覆盖二

 

 

HashMap 的线程不安全

HashMap 的线程不安全主要体现在下面两个方面

  • 在 jdk 1.7 中,当并发执行扩容操作时会造成环形链和数据丢失的情况
  • 在 jdk 1.8 中,在并发执行 put 操作时会发生数据覆盖的情况

对于 jdk 1.7 中 HashMap 的线程不安全,暂且不谈了,我们主要看看 jdk 1.8 中的

HashMap 中的 put() 方法

该 put() 方法是 jdk 1.8 中的

public V put(K key, V value) {
	return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    // 判断 table[] 是否为空,如果是空的就创建一个 table[],并获取他的长度n
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
    	n = (tab = resize()).length;	
    // 如果单链表节点 Node<K,V> p == tab[i = (n - 1) & hash]) == null,
    // 就直接 put 进单链表中,说明此时并没有发生 Hash 冲突
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    	tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
		// 说明索引位置已经放入过数据了,已经在单链表处产生了Hash冲突
        Node<K,V> e; K k;
		// 判断 put 的数据和之前的数据是否重复
        if (p.hash == hash &&
            // 进行 key 的 hash 值和 key 的 equals() 和 == 比较,如果都相等,则初始化数组 Node<K,V> e
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))   			
            e = p;
		// 判断是否是红黑树,如果是红黑树就直接插入树中
        else if (p instanceof TreeNode)
        	e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
			// 如果不是红黑树,就遍历每个节点,判断单链表长度是否大于等于 7,
			// 如果单链表长度大于等于 7,数组的长度小于 64 时,会优先选择扩容
			// 如果单链表长度大于等于 7,数组的长度大于 64 时,才会选择单链表--->红黑树
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
            	if ((e = p.next) == null) {
            		// 采用尾插法,在单链表中插入数据
                	p.next = newNode(hash, key, value, null);
                	// 如果 binCount >= 8 - 1
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) 
                    	treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                }
				// 判断索引每个元素的key是否可要插入的key相同,如果相同就直接覆盖
                if (e.hash == hash &&
					((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                 p = e;
			}
		}
		// 说明数组或者单链表中有相同的key,因此只需要将value覆盖,并将oldValue返回即可
        if (e != null) { 
        	V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
            	e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
              	return oldValue;
        }
	}
	// 说明没有key相同,因此要插入一个key-value,并记录内部结构变化次数
    ++modCount;
    // 判断是否扩容
    if (++size > threshold)
    	resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

数据的覆盖一

第 13 行代码是判断是否出现 hash 冲突的,假设两个线程 A、B 都在进行 put 操作,并且它们 put 数据的 key 的 hash 值是相同的,同时它们 keyA == keyB 为 true 或者 keyA.equals(keyB) 为 true,也就是说它们 put 数据的 value 是不相同的

当线程 A 执行完第 13 行代码后由于时间片耗尽导致被挂起,而线程 B 得到时间片后在该单链表处插入了元素,完成了正常的插入

然后线程 A 获得时间片,由于之前已经进行了 hash 冲突的判断,所有此时不会再进行判断,而是直接进行插入覆盖,这就导致了线程 B 插入的数据被线程 A 覆盖了,从而发生了线程不安全

数据的覆盖二

第 58 行处有个 ++size,我们这样想,还是线程 A、B,这两个线程同时进行 put 操作时,假设当前 HashMap 的 size 大小为 10

当线程 A 执行到第 58 行代码时,从主内存中获得 size 的值为 10 后准备进行 +1 操作,但是由于时间片耗尽只好让出 CPU

于是线程 B 得到 CPU 调度,还是从主内存中拿到 size 的值 10 进行 +1 操作,完成了 put 操作,并将 size = 11 写回了主内存

然后线程 A 再次得到 CPU 调度,并继续执行(此时 size 的值仍为10),当执行完 put 操作后,还是将 size = 11 写了回内存。

此时,线程 A、B 都执行了一次 put 操作,但是 size 的值只增加了 1,所有说还是由于数据覆盖又导致了线程不安全

// HashMap 中 size 变量
transient int size;

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持自由互联。

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