HashMap多线程死循环问题

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：

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

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。

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：

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：

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);