关键词:
Java的HashMap是非线程安全的,多线程下应该用ConcurrentHashMap。
多线程下[HashMap]的问题(这里主要说死循环问题):
- 多线程put操作后,get操作导致死循环。
- 多线程put非NULL元素后,get操作得到NULL值。
- 多线程put操作,导致元素丢失。
1、为何出现死循环?
在多线程下使用非线程安全的HashMap,单线程根本不会出现。
- HashMap是采用链表解决Hash冲突,因为是链表结构,那么就很容易形成闭合的链路,这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操作就会产生死循环。
- 在单线程情况下,只有一个线程对HashMap的数据结构进行操作,是不可能产生闭合的回路的。
- 那就只有在多线程并发的情况下才会出现这种情况,那就是在put操作的时候,如果
size>initialCapacity*loadFactor
,那么这时候HashMap就会进行rehash操作,随之HashMap的结构就会发生翻天覆地的变化。很有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操作,产生了闭合的回路。
2、如何产生的?
存储数据put()
:
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;
当我们往HashMap中put元素的时候,先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置(即下标),然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。
如果这个元素所在的位置上已经存放有其他元素了,那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放,新加入的元素放在链头,而先前加入的放在链尾。
检查容量是否超标addEntry:
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);
如果现在size已经超过了threshold,那么就要进行resize操作,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。
调整Hash表大小resize:
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);
当table[]数组容量较小,容易产生哈希碰撞,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,这个过程称为resize。
多个线程同时往HashMap添加新元素时,多次resize会有一定概率出现死循环,因为每次resize需要把旧的数据映射到新的哈希表,这一部分代码在HashMap#transfer()
方法,如下:
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;//取出第一个元素
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
while (e != null);
标红代码是导致多线程使用hashmap出现CUP使用率骤增,出现死循环,从而多个线程阻塞的罪魁祸首。另外推荐:Java进阶视频资源
3、图解HashMap死循环:
正常的ReHash的过程(单线程):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(多线程)
1)假设我们有两个线程。
do
Entry<K,V> next = e.next; // <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了,执行其他操作
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。在这里线程一变成了操作经过线程二操作后的HashMap。另外,多线程系列面试题和答案全部整理好了,微信搜索Java技术栈,在后台发送:面试,可以在线阅读。
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。这个元素所在的位置上已经存放有其他元素了,那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,而先前加入的放在链尾。
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。
这里介绍了在多线程下为什么HashMap会出现死循环,不过在真实的生产环境下,不会使用线程不安全的HashMap的。
原文链接:https://blog.csdn.net/dingjianmin/article/details/79780350
版权声明:本文为CSDN博主「powerfuler」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
近期热文推荐:
1.1,000+ 道 Java面试题及答案整理(2021最新版)
2.别在再满屏的 if/ else 了,试试策略模式,真香!!
3.卧槽!Java 中的 xx ≠ null 是什么新语法?
4.Spring Boot 2.5 重磅发布,黑暗模式太炸了!
觉得不错,别忘了随手点赞+转发哦!
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[HashMap]-死循环问题。为何出现死循环?大家都知道,HashMap采用链... 查看详情
多线程下hashmap的死循环问题(代码片段)
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[HashMap]-死循环问题。为何出现死循环?大家都知道,HashMap采用链... 查看详情
深入理解java集合系列三:hashmap的死循环解读
由于在公司项目中偶尔会遇到HashMap死循环造成CPU100%,重启后问题消失,隔一段时间又会反复出现。今天在这里来仔细剖析下多线程情况下HashMap所带来的问题: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,... 查看详情
hashmap并发出现死循环及减少锁的竞争
线程不安全的HashMap,HashMap在并发执行put操作时会引起死循环,是因为多线程会导致HashMap的Entry链表形成环形数据结构,查找时会陷入死循环。 https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/5599100.htmlhttps://coolshell.cn/articles/9606.html 减少锁的... 查看详情
同事:求求你别再这样用hashmap了
前言:我们都知道HashMap是线程不安全的,在多线程环境中,或者读写操作时不建议使用,但是其线程不安全主要体现在什么地方呢,本文将对该问题进行解密。1.jdk1.7中的HashMap在jdk1.8中对HashMap做了很多优化,这里先分析在jdk1.7... 查看详情
hashmap简单源码及多线程下的死循环
主要记录hashMap的一些基本操作源码实现原理以及多线程情况下get()操作的死循环引发原因一、hashMap简介1.hashMap集合的主要属性及方法(默认初始化容量)DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16(默认最大容量)MAXIMUM_CAPACITY=1<<30(默认加载因... 查看详情
并发容器和工具
为什么要使用ConcurrentHashMap? 在多线程环境下,会用HashMap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%。因为多线程会导致HashMap的Entry链表形成环形数据结构,一旦形成环形数据结构,Entry的next节点用不为空,就会产生... 查看详情
hashmap多线程下不安全的具体体现
...进行get操作或者迭代操作时,这里简单地结合JVM解释一下为什么在多线程环境下会出现环形链表。 首先要清楚HashMap扩容时的几个步骤,这里以一个链tabl 查看详情
hashmap,hashtable,concurrenthashmap多线程下的比较(持续更新)
1.hashMap多线程下put会造成死循环,主要是扩容时transfer方法会造成死循环。http://blog.csdn.net/zhuqiuhui/article/details/51849692(具体原因)2.hashTable,使用synchornized保证线程安全,线程竞争竞争激烈的情况下,效率低下。当一下线程访问h... 查看详情
都说知道hashmap线程不安全,那它为啥就不安全?(代码片段)
我们都知道HashMap是线程不安全的,在多线程环境中不建议使用,但是其线程不安全主要体现在什么地方呢,本文将对该问题进行解密。1.jdk1.7中的HashMap在jdk1.8中对HashMap做了很多优化,这里先分析在jdk1.7中的问题,相信大家都知... 查看详情
hashmap的resezi方法中尾部遍历出现死循环问题tailtraversing(多线程)(代码片段)
一、背景介绍:在看HashMap源码是看到了resize()的源代码,当时发现在将old链表中引用数据复制到新的链表中时,发现复制过程中时,源码是进行了反序,此时是允许反序存储的,同时这样设计的效率要高,不用采用尾部插入,每... 查看详情
高并发下的hashmap为什么会死循环
作者| tech-bus.七十一来源| 程序员巴士前言 HashMap并发情况下产生的死循环问题在JDK1.7及之前版本是存在的,JDK1.8通过增加loHead头节点和loTail尾节点进行了修复,虽然进行了修复,但是如果涉及到并发情况下需要... 查看详情
concurrenthashmap原理分析
一、出现背景 1、线程不安全的HashMap 因为多线程环境下,使用Hashmap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所以在并发情况下不能使用HashMap。2、效率低下的HashTable容器 ... 查看详情
高并发下,hashmap会产生哪些问题?(代码片段)
HashMap在高并发环境下会产生的问题HashMap其实并不是线程安全的,在高并发的情况下,会产生并发引起的问题:比如:HashMap死循环,造成CPU100%负载触发fail-fast下面逐个分析下出现上述情况的原因:HashMap死循环的原因HashMap进行存... 查看详情
记一次线上故障--hashmap在多线程条件下运行造成cpu100%(代码片段)
...满100%一般都是程序编写不规范,引发的死循环造成。为什么HashMap的组装数据及调用会造成死循环呢,这里需要从HashMap的底层数据结构分析原因。一.JDK1.8HashMap的数据结构数组+链表+红黑树二.结合问题代码与HahsMap底... 查看详情
看看不一样的concurrenthashmap(代码片段)
HashMap是Java中常见的数据结构,它结合了数组和链表的特点,查找和增删改操作均十分高效,但HashMap不适合在多线程环境下使用(非线程安全的集合),在多线程下对HashMap进行操作可能出现各种问题:... 查看详情
hashmap为什么线程不安全?(代码片段)
文章目录线程不安全JDK1.7中的死循环与数据丢失举例说明JDK1.8中的数据覆盖举例说明总结解决线程不安全线程不安全HashMap的线程不安全体现在会造成死循环、数据丢失、数据覆盖等问题。其中死循环和数据丢失是在JDK1.7中出现... 查看详情
concurrenthashmap源码分析
一、ConcurrentHashMap出现的原因 我们之前学过HashMap,也知道HashMap不是线程安全的,在多线程环境下,HashMap的put方法有可能引起死循环。于是HashTable这个类出现,它在大量的方法前都加了内置锁Synchronized,这就保证了它的线程... 查看详情