HashMap并发分析
2024-08-23 20:50:02
我们听过并发情况下的HashMap，会出现成环的情况，现在，我就来总结一下它成环的过程。
一言以蔽之，就是他在resize的时候，会改变元素的next指针。
之前在一篇博客里提到，HashMap的resize过程，首先capacity<<1，长度变为了原来的2倍；其次，原来的hash会&老的长度决定是移动到oldCap上还是原来位置。
假设，A线程在putVal一个元素，B线程同时也在putVal一个元素，并且他们都将引起resize（因为resize是put完成之后进行的）；
void transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src = table; //src引用了旧的Entry数组
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) { //遍历旧的Entry数组
Entry<K,V> e = src[j]; //取得旧Entry数组的每个元素
if (e != null) {
src[j] = null;//释放旧Entry数组的对象引用（for循环后，旧的Entry数组不再引用任何对象）
do {
Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //！！重新计算每个元素在数组中的位置
e.next = newTable[i]; //标记[1]
newTable[i] = e; //将元素放在数组上
e = next; //访问下一个Entry链上的元素
} while (e != null);
}
}
}
就是如上代码，它会将原来老数组中的链表遍历，并且串成新串，并放到新数组上。（生成的新链表是逆序的）
假设T1线程，已经获取到老数组开始遍历，此时让出了时间片，并且T2线程已经完成了相同位置的重新构造。
假设T1线程遍历到了T2，然后让出了时间片，T2线程完成了本条链表的resize，此时B的地址指向是A。
此时T1时间片申请到了，然后将实际内存中的B的next->A头插入T1的新链表中，T1就成环了。
然后T2先替换table的地址，T1后替换，最后是成环的数组替换上去了。
如果，访问这个新数组的时候，访问到了这个位置，就会一直RUNNABLE，永远不会结束。
但是1.8的HashMap不会出现，因为它会丢数据。因为它在生成新链表的时候，会生成与原来一样顺序的子链表（高低位），最后再替换到新数组的位置上。
假设A(低)->B(高)->C(低）这个链表在拆的时候，理应变成(A->C),(B)这两个链表。如果T1线程遍历到A，T2线程完成了构建，实际上A的next已经是C了，T1线程就把B丢掉了，但是不会成环。
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
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