hashmap死循环示例及检测方法

以前的游戏项目经常使用map作为缓存容器，但由于有些开发人员并发处理意识不强，在多线程环境上误用了线程不安全的HashMap对象，导致死循环发生。一旦发生了死循环，cpu就会暴涨，非重启服务不能解决(=。 =)

众所周知，jdk提供的HashMap类属于线程不安全容器，只能在单线程环境使用，如果在多线程环境下使用可能造成数据丢失，rehash加倍扩容，最严重还会导致死循环。所以在并发环境一定要使用安全容器ConcurrentHashMap。

死循环是怎么发生的呢？简单的说，就是落在同一个hash冲突链的两个元素在多线程扩容情况下出现了环形节点。不管是JDK1.8以前版本基于数组桶+链表的实现，还是JDK1.8基于数组桶+链表/红黑树的实现，都有可能发生死循环。具体的原因分析可参考（hashmap死循环原因）

下面先演示一段hashmap死循环的例子，然后说明如何使用jdk提供的工具——jstack，来定位出现问题的代码

一、死循环代码示例（JDK1.7环境）

package demo;

import java.util.HashMap;

public class HashMapTest{  
	private HashMap map = new HashMap<>(); 

	public HashMapTest(){
		Thread t1 = new Thread() {  
			public void run() {  
				for (int i = 0; i < 50000; i++) {  
					map.put(new Integer(i), Integer.valueOf(i));  
				}  
			}  
		};  
		Thread t2 = new Thread() {  
			public void run() {  
				for (int i = 0; i < 50000; i++) {  
					map.put(new Integer(i),Integer.valueOf(i));  
				}  
			}  
		};  
		t1.start();  
		t2.start();  
	}  

	public static void main(String[] args) {  
		new HashMapTest();  
	}  
} 

死循环的概率还是非常低的，比较难以重现。为了提高出现概率，采用多次迭代测试。

写个简单的shell脚本(run.sh)，循环次数写大点，如下所示：

#!/bin/bash
for i in `seq 1 10000`; do  
    echo $i
    java demo.HashMapTest
done  
  
exit 0

脚本唯一的作用就是多次运行java代码。为了清楚感知程序已经发生了死循环，在每次迭代中输出当前的迭代次数。一旦迭代输出停止了，就说明死循环出现了。

在控制台执行脚本，命令为"./run.sh"，然后上个厕所，喝杯茶……

我运气还是蛮好的，回来的时候已经发生了死循环，如下图（卡住在第55次迭代）

二、jstack定位问题

出现了死循环后，我们可以使用jstack命令来定位问题

1.查找jvm进程id (pid=23199)

ps -ef| grep java

2.查找发生死循环的线程id（threadId=23214）,cpu利用率暴表的第一条记录就是了。将十进制23214转为十六进制5aae

top -Hp 23199

3.使用jstack导出thread dump信息

jstack -l 23199 > ~/threaddump.txt

4.分析dump数据，查找cpu最高的线程的运行堆栈。可以看出，死循环发生在hashmap的put()方法。

cat threaddump.txt |grep -A10 5aae