如何线程安全使用HashMap

背景

• HashTable继承Dictionary类，是线程安全的，但是效率低，因为HashTable使用了synchronized，所有线程经常同一把锁
• ConcurrentHashMap是线程安全而且效率高，因为它包含了一个Segment数组，将数据分段存储，给每一段诗句配一把锁，也就是所谓的所分段技术
• JDK7采用了位桶+链表的方式，即散列链表的方式实现的；JDK8采用的是位桶+链表/红黑树的方式实现，也是非线程安全。当某个位桶的链表的长度达到某个阀值时，这个链表就转换为红黑树

HashMap为什么线程不安全

HashMap的自动扩容机制

HashMap内部存储使用了一个Node数组，而Node类包含一个类型为Node的next变量，也就是相当于一个链表，所有的hash值相同（即产生了冲突）的key值会存储到同一个链表中。HashMao内部的Node数组默认的大小是16，默认的负载因子是0.75，当HashMap中的元素超过16\0.75=12时，会把数组扩展为2*16=32，并重新计算每个元素在新数组中的位置

并发下的HashMap使用

• 如果多个线程同时使用put方法添加元素，而且假设正好存在两个put的key值发生了碰撞，即hash值一样，那么根据hashmap的实现，这两个key会添加到数组的同一个位置，这样会造成其中一个线程的put的数据会被覆盖。
• 如果多个线程同时检测到元素个数超过数组大小*loadfactor,这样会发生多个线程同时对Node数组进行扩容，都在重新计算元素位置以及复制数据，但是最终只有一个线程扩容后的数组会赋值给table，换言之，其他线程的都会丢失，并且各自线程的put数据也丢失了

HashMap在并发执行put操作时会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，因>为多线程会导致hashmap中的Node链表形成环形数据结构，一旦形成环形数据结构，Node的next节点永远不为空，就会在获取node时候产生死循环

如何线程安全使用

• hashtable

Map hashtable = new Hashtable<>();

• Concurrenthashmap

Map concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();

• SyncronizedMap

Map synchronizedHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap());