HashMap 1.7 死循环过程

本文深入探讨了HashMap底层实现中数组大小为何选择2的幂次的原因,解析了在计算hash值时如何利用(length-1)&hash避免死锁现象,以及在并发环境下如何防止环列表的形成,尤其是在两个线程同时进行扩容操作时的处理策略。

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“死锁”过程

 

为什么 hashmap底层数组大小为2的幂次 ,

例如  初始化 16

计算hash值  时 (length-1)&(hash)

16-1  = 0000 1111 低四位  和hash 相同

“死锁”  死循环   俩个线程 put  同时进行扩容时 回发生 环列表

数组长度*负载因子< 数据个数   且 所放的位置有元素 才 进行扩容。

### 关于Java 1.7HashMap 头插法导致死循环的问题 在 JDK 1.7 版本中,`HashMap` 实现存在特定条件下可能导致死循环的情况。当 `HashMap` 进行扩容操作时,如果多个线程同时修改哈希表,则可能发生结构化修改异常,进而引发死循环。 #### 原因分析 具体来说,在多线程环境中执行插入或更新操作期间,`HashMap` 使用头插法来处理链表节点的重新分配过程[^1]。这意味着新节点总是被放置在链表头部位置。然而,在并发场景下,两个或更多线程可能几乎同时尝试对同一个桶(bucket)内的元素进行重定位。这会导致某些情况下形成环形数据结构——即最后一个节点指向第一个节点,从而创建了一个闭合回路。一旦发生这种情况,遍历该链表的操作将会陷入无限循环之中[^2]。 ```java // 描述了如何通过put方法触发此问题的一个简化版伪代码片段 public V put(K key, V value) { int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { // 如果这里形成了闭环... 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++; addEntry(hash, key, value, i); // ...那么addEntry()里的逻辑会因为上述for循环无法终止而永远等待下去。 } ``` #### 解决方案 为了避免这种潜在的风险并提高程序稳定性: - **使用线程安全容器**:推荐替换为 `ConcurrentHashMap` 或其他适合高并发访问的数据结构。这些类内部实现了更复杂的同步机制以防止竞争条件的发生。 - **外部锁定策略**:虽然不太理想但从理论上讲也可以考虑在整个读写过程中对外部施加全局锁(`synchronized`)或其他形式的手动互斥控制。不过这样做通常会对性能造成较大影响,并且违背了设计初衷之一—高效性[^4]。 综上所述,对于需要支持高度并发的应用程序而言,最合理的做法还是尽快迁移到更高版本 JVM 上面去,那里已经修复了许多此类低效甚至危险的设计缺陷;而在短期内不得不继续沿用旧平台的情况下,则应优先选用专门针对并发优化过的集合实现方式作为替代品。
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