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为什么说 HashMap 是非线程安全的?
2019-12-20 10:52:00

0. HashMap 简单说几句

我们在学习 HashMap 的时候,都知道 HashMap 是非线程安全的,同时我们知道 HashTable 是线程安全的,因为里面的方法使用了 synchronized 进行同步。

但是 HashMap 为什么是非线程安全的呢?难道仅仅就是因为内部的方法没有 synchronized 关键字修饰吗?这篇文章主要来分析一下原因。

我们知道 HashMap 底层是一个 Entry 数组,当发生 hash 冲突的时候,HashMap 是采用链表的方式来解决的,在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言,新加入的节点会从头结点加入。

HashMap为什么线程不安全,多线程并发的时候在什么情况下可能出现问题?

Javadoc中关于hashmap的一段描述如下:

此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个哈希映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须 保持外部同步。(结构上的修改是指添加或删除一个或多个映射关系的任何操作;仅改变与实例已经包含的键关联的值不是结构上的修改。)这一般通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成。如果使用 Collections.synchronizedMap 方法来“包装”该映射。好在创建时完成这一操作,以防止对映射进行意外的非同步访问,如下所示:

Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

1. HashMap 在插入的时候

在Hashmap做put操作的时候会调用到以上的addEntry方法。

现在假如A线程和B线程同时对同一个数组位置调用addEntry,两个线程会同时得到现在的头结点,然后A写入新的头结点之后,B也写入新的头结点,那B的写入操作就会覆盖A的写入操作造成A的写入操作丢失。

2. HashMap 在扩容的时候

addEntry中当加入新的键值对后键值对总数量超过门限值的时候会调用一个resize操作,代码如下:

这个操作会新生成一个新的容量的数组,然后对原数组的所有键值对重新进行计算和写入新的数组,之后指向新生成的数组。

HashMap 有个扩容的操作,这个操作会新生成一个新的容量的数组,然后对原数组的所有键值对重新进行计算和写入新的数组,之后指向新生成的数组。

那么问题来了,当多个线程同时进来,检测到总数量超过门限值的时候就会同时调用 resize 操作,各自生成新的数组并 rehash 后赋给该 map 底层的数组,结果终只有后一个线程生成的新数组被赋给该 map 底层,其他线程的均会丢失。而且当某些线程已经完成赋值而其他线程刚开始的时候,就会用已经被赋值的table作为原始数组,这样也会有问题。

其他地方还有很多可能会出现线程安全问题,我就不一一列举了,总之 HashMap 是非线程安全的,有并发问题时,建议使用 ConcrrentHashMap。

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创建时间:2019-01-12 10:22:35
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