HashMap为什么不是线程安全的

最新推荐文章于 2025-05-08 23:08:16 发布

NotRepent

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分类专栏： HashMap不安全文章标签： java

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本文深入探讨了Java HashMap在多线程环境下的非线程安全问题，包括put方法中的并发问题、扩容期间的数据不准确性以及put碰撞导致的数据丢失。通过示例代码展示了在并发操作HashMap时可能出现的异常情况，强调了在并发场景下使用 ConcurrentHashMap 的必要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

第一步，我们来看一下 HashMap 中 put 方法的源码：

public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key.hashCode());
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    //modCount++ 是一个复合操作
    modCount++;

    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;

modCount++ 这一行代码中中有按个操作，读取，操作，增加在多线程中操作情况下调用put方法i的值会发生变化变化，很显然不是线程安全的

扩容期间取出的值不准确

HashMap 在填充数据的时候，到达一定的成都会进行扩容，它会新建一个新的空数组，并且用旧的项填充到这个新的数组中去

在填充过程中如果有多线程进行访问可能会出现null的情况代码如下

public class HashMapNotSafe {

    public static void main(String[] args) {
        final Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

        final Integer targetKey = 0b1111_1111_1111_1111; // 65 535
        final String targetValue = "v";
        map.put(targetKey, targetValue);

        new Thread(() -> {
            IntStream.range(0, targetKey).forEach(key -> map.put(key, "someValue"));
        }).start();

        while (true) {
            if (null == map.get(targetKey)) {
                throw new RuntimeException("HashMap is not thread safe.");
            }
        }
    }
}

同时 put 碰撞导致数据丢失

比如，有多个线程同时使用 put 来添加元素，而且恰好两个 put 的 key 是一样的，它们发生了碰撞，也就是根据 hash 值计算出来的 bucket 位置一样，并且两个线程又同时判断该位置是空的，可以写入，所以这两个线程的两个不同的 value 便会添加到数组的同一个位置，这样最终就只会保留一个数据，丢失一个数据。