读懂HashMap源码

最新推荐文章于 2025-03-13 16:49:19 发布

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分类专栏： Java 数据结构与算法文章标签： java hashmap 数据结构

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HashMap类主要由一个Node数组Node<K,V>[] table`构成;
put操作时，如哈希碰撞，元素插入链表是从尾部插入（jdk7是从头部插入）
put操作时，如第一次put，即table为空时，则先调用resize，然后put，非第一次，即table.length > 0时，则先put，再resize。
resize重新分配元素时，链表上的元素，最多会分为两部分，一部分分配在原来的低位位置，另一部分分配到新扩容的高位位置。

ConcurrentHashMap类主要由一个Segment数组（Segment<K,V>[] segments）构成；
Segment的数量size为并发级别concurrencyLevel的大小，默认为 DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16；
每个Segment表的容量为ConcurrentHashMap初始容量initialCapacity（默认为DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16）除以Segment的数量ssize，最小容量为2（MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY = 2）；
Segment是一个ReentrantLock类，含有一个HashEntry<K,V>[]数组（HashEntry<K,V>[] table）;

ConcurrentHashMap由一个Node数组table构成
table元素Node是一个链表结点，在table槽位上的链表元素大于等于8，并且Node数组table的长度大于64时，会转化为树形链表，扩容时，树元素个数小于等于6时，会转化为链表
ConcurrentHashMap通过transfer方法扩容，扩容时，先从高位索引遍历数组table，然后再遍历索引处的链表或树，将链表（或树）上结点分成两个链表，一个保留在原来位置，一个向后移动n位
ConcurrentHashMap利用synchronized和Unsafe类的CAS方法来控制并发

线程T1和T2同时对一个HashMap进行put操作，如产生hash碰撞，正常情况下，会形成链表，并发情况下，有可能T2线程会覆盖T1线程put的元素。
线程T1和T2同时对一个HashMap进行resize操作，因jdk1.7中，扩容时，移动元素生成新链表是按头插法进行的，可能出现循环链表，使得get一个不存在的元素，且该元素索引位置在循环链表位置时，造成对环形链表的死循环遍历，在jdk1.8中不会。
所以，HashMap的线程不安全主要体现如下：
- 在JDK1.7中，当并发执行put操作时，会造成数据丢失，并发扩容操作时会造成死循环的情况。
- 在JDK1.8中，当并发执行put操作时，也会造成数据丢失，但不会形成环形链表，所以不会出现死循环情况。