java7中hashmap多线程死锁原因及java8解决原理

java7中

// hashmap put过程中产生扩容
java.util.HashMap#put
java.util.HashMap#addEntry
java.util.HashMap#resize
java.util.HashMap#transfer
// 移动原来的数组rehash后放到新数组
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry e : table) {
        while(null != e) {
            Entry next = e.next;
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

假设有两个节点A和B,并且这两个节点在原数组的同个下标,rehash后还是在新数组的同一下标
注意：resize过程中,多线程状态下每个线程都会新建数组
那么线程一在执行过程中,e为A节点,next为B节点,此时线程暂停
线程二同样刚开始e为A节点,next为B节点
执行第一次while循环

e.next = newTable[i]; // A的next赋值为null(原来为B)
newTable[i] = e; // 该下标赋值A节点
e = next; // e现在是B节点了

执行第二次while循环,到新数组后

Entry next = e.next; // next现在是null了
... // 省略中间代码
e.next = newTable[i]; // B的next复制为A(原来为null,上次循环中该下标赋值了A节点)
newTable[i] = e; // 该下标赋值B节点
e = next; // e现在是null了

此时,B的next为A,A的next为null
此时,如果线程一恢复执行(e为A,next为B)
执行第一次while循环

e.next = newTable[i]; // A的next赋值为null(原来也是null)
newTable[i] = e; // 该下标赋值A节点
e = next; // e现在是B节点了

执行第二次while循环

Entry next = e.next; // next现在是A节点了(参考线程二执行完后的结果,加粗部分)
... // 省略中间代码
e.next = newTable[i]; // B的next复制为A(原来为null,上次循环中该下标赋值了A节点)
newTable[i] = e; // 该下标赋值B节点
e = next; // e现在是A节点了

此时,B的next为A,A的next为B
循环会无限执行下去

java8中

java.util.HashMap#put
java.util.HashMap#putVal
java.util.HashMap#resize

final Node[] resize() {
    Node[] 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)
            // 每次都是是两倍的扩容
            newThr = oldThr << 1; 
    }
    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[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    if (oldTab != null) {
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node 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)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                else { // preserve order
                    Node loHead = null, loTail = null;
                    Node hiHead = null, hiTail = null;
                    Node next;
                    do {
                        next = e.next;
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) { // 与运算进行高低位拆分
                            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;
}

java8在链表项大于8的时候换为红黑树数据结构

可以看到如果原数组项是链表
会进项高低位拆分
循环到最后低位的loHead是头结点,loTail是低位的最后一个节点
高位的hiHead是高位的第一个节点,hiTail是最后一个节点
最后进行高低位拆分,loTail的next节点置为空,并把loHead放到新数组的对应原索引位置
hiTail的next节点置为空,并把hiHead放到原索引加扩容数量的位置

总结来说,把原链表按照高低位拆分成两个链表放到新数组的对应两个位置