HashMap的线程不安全（jdk8也会造成死循环，原因暂未查明）

HashMap

基本概念

            HashMap在jdk7及以前由数组加链表实现，在jdk8中加入了红黑树，在链表长度到8的时候转换为红黑树，降到6时还原成链表。默认初始化数组容量是16，每次扩容是2的次幂，默认加载因子是0.75

           众所周知，HashMap是线程不安全的，至于怎么个不安全法，还是要代码跑一下，看看效果，才有感觉。

HashMap线程不安全测试代码

           代码中启动了两个线程共对map进行一共100000存入数据。

public class HashMapTestThread {


    static Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();


    public static class AddThread implements Runnable{

        int start=0;

        public AddThread(int start){

            this.start = start;

        }

        @Override
        public void run(){
            for (int i = start; i < 100000; i+=2) {
                map.put(Integer.toString(i),Integer.toBinaryString(i));
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Thread t1 = new Thread(new HashMapMultiThread.AddThread(0));
        Thread t2 = new Thread(new HashMapMultiThread.AddThread(1));
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(map.size());
    }


}

大致运行结果可能有三种：

1.程序正常结束，结果正确，map.siz()结果为100000（跑了几次没有一次成功）

2.程序正常结束，结果小于100000（大概率是这种情况出现），如下图：

3.程序结束不了，电脑以肉眼可见的速度变烫，此时不用说也知道死循环了，造成死循环的原因，jdk7因为扩容时头插法造成的链表成环，jdk8下解决了这个问题，但依旧会造成死循环，原因暂时不清楚。

结果2数据少了，错误原因分析

           数据少了原因十分简单，两个线程操作同一个节点时，前一个线程的操作被后一个线程覆盖掉了。比如：线程1有个A节点hash之后要插在数组4号位后边，线程2有个B节点hash之后也要插在数组4号位后边，正确结果应该是4->A->B，或者4->B->A，但是如果1和2同时访问4号节点，此时4号节点即没来的及添加A，也没来得及添加B，所以1和2都是看到4是空的，开始在4后边添加，线程1手快添了上去，线程2手慢，于是线程1的修改就被线程2覆盖掉了，变成了4->B，线程1的修改就A丢了。

结果3死循环，错误原因分析

           因为结果3中程序一直无法结束，电脑又逐渐发热，所以用top命令查看cpu运行情况，可以看到pid1977已经cpu200%在跑了，如下图：

然后，jstack打印其堆栈信息的，jdk7下运行如下图：

图中可以看出：两个线程都在HashMap.put里出不来了，定位到HashMap的494行：

           这个地方看上去是两个线程在遍历HashMap内部数据，此时由于链表已经成环，上述遍历就成了一个死循环。

           jdk7中死循环的成因是两个线程同时扩容rehash时，造成了链表成环。

           jdk7的rehash时，使用的是头插法，迁移之后链表顺序会变，即A->B->C变成了C->B->A，此时，如果线程1和2同时扩容，均创立临时节点保存了A->B，准备对此操作，此时线程1继续操作，线程2暂时，线程1将其变为了C->B->A，此时真实的B节点是指向A的，然后线程2继续执行，根据临时节点的A->B继续操作，安置好A之后，去已经被线程1安置好的真实节点中拿下一轮操作节点，即B->A继续操作，让B指向原本安置好的A，然后继续拿下一个节点A继续操作，再让A指向B，就造成了A指向B，B指向A的环形链表。（此处大概介绍，详细介绍请翻阅 https://www.jianshu.com/p/1e9cf0ac07f4）

           jdk8中不再采用头插法，而是采用了尾插法，插入之后链表的顺序不变，从而避免了这个地方的链表成环，但有了新的死循环原因。

jdk8运行下如下图：

jdk8下也会发生死循的问题，定位的代码到了1824行：
具体原因暂未查明啊，看样子是红黑树成环了…