hashmap 线程不安全 的原因

HashMap 在多线程环境下线程不安全的原因有以下几个方面：

1. 扩容（Rehashing）时的竞争问题

        当 HashMap 中的元素数量达到一定程度时（默认是容量的 75%），它会进行扩容操作。扩容时，需要将原来桶（bucket）中的数据重新分布到新的桶中，这个过程称为 rehashing。多线程情况下，多个线程同时触发扩容操作，可能导致两个或多个线程对同一个桶进行操作，从而引发数据不一致问题，甚至导致死循环或丢失元素。

2. 多线程下的 put 操作

        在多线程环境下，如果多个线程同时对 HashMap 进行 put 操作，由于 HashMap 并没有同步机制，不同线程可能会同时操作同一个桶，覆盖掉其他线程正在写入的数据，导致数据丢失或冲突。

3. 链表和树结构的非原子操作

        HashMap 底层存储结构是数组 + 链表/红黑树。插入数据时，如果发生哈希碰撞，多个元素会被插入到同一个桶中，形成链表或红黑树。这些插入操作并非原子操作（即使是单个元素插入都涉及到多个步骤，比如查找对应的桶，插入数据等），在多线程环境下，两个线程可能同时修改链表结构，导致链表的断裂、数据丢失或死循环。

4. 死循环问题

        在 JDK 1.7 中，HashMap 使用的是链表结构，在多线程并发插入时，可能会在扩容（rehash）过程中形成环形链表。这会导致程序陷入死循环，尤其是在 get 操作中，造成 CPU 利用率飙升。

举例：

假设两个线程同时执行 put 操作：

• 线程 A 在计算桶位置并插入数据时，线程 B 也计算了同一个桶的位置并插入数据。由于操作并未同步，可能导致其中一个线程的写入被覆盖。

5. 读写操作的非原子性

        多个线程同时对 HashMap 进行读写操作时，读操作和写操作不是原子的。如果一个线程正在执行 put 操作，而另一个线程执行 get，由于没有同步控制，可能会读取到未完整插入的数据，导致返回空值或错误数据。

总结：

        HashMap 的线程不安全主要原因在于没有对共享数据的访问进行同步控制，多线程环境下可能引发数据竞争、扩容时数据丢失、链表断裂或死循环等问题。如果需要在多线程环境下使用类似 HashMap 的数据结构，应该使用线程安全的实现，例如 ConcurrentHashMap。