HashMap讲解(包括产生死循环问题的原因)

HashMap是由由数组和链表组合构成的数据结构。

数组里面每个地方都存了Key-Value这样的实例，如下所示：

HashMap本身所有的位置都为null，在put插入的时候会根据key的hash值去计算一个index值，index值即表示在HashMap中存放的位置。

如：将为了将键值对（"Bull", 1）存入HashMap中，所计算得到的index值为1：

同时，如果再次将一个键值对（"Red", 2）存入当前HashMap中，若计算得到的index值仍为1，则回以如下形式存入HashMap中：

 上述情况即为以链表的形式进行存储。

每一个节点都会保存自身的hash、key、value、以及下个节点。源码如下。

同时，需要注意的是，新的Entry节点在插入链表的时候，插入方法在不同的java版本有不同。java8之前是头插法，就是说新来的值会取代原有的值，原有的值就顺推到链表中去，就像上面的例子一样。

但是，在java8之后，都是所用尾部插入了(使用头插法在多线程的情况下会产生循环链表的问题)。

产生死循环的原因如下：

首先，看一下HashMap的扩容机制：

HashMap扩容主要设计两个因素：

• Capacity：HashMap当前长度。
• LoadFactor：负载因子，默认值0.75f。

 HashMap在容量达到设定的阈值时（0.75f）就会进行扩容。比如当前的容量大小为100，当你存进第76个的时候，判断发现需要进行resize了，那就需要进行扩容。

扩容具体步骤如下：

• 扩容：创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。
• ReHash：遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。

这里进行ReHash的原因是，当长度扩大以后，Hash的规则也随之改变,即ReHash得到的index值因为数组长度的不同变得不同。

单线程扩容前：

  

 单线程扩容后(index不同)：

单线程扩容后(极端情况下所得到的index值相同)：

 在多线程情况下进行扩容：

现在假设线程T1与T2均指向第一个(“Bull“, 1)键值对，T1.next与T2.next均指向第二个("Red",2)键值对：

现在两个线程两个线程均开始扩容，且此时线程T2的时间片恰好用完，则线程T1进行扩容，结果为：

 

 此时，线程T2所指向的键值对均没有改变(对线程T1的ReHash操作不知情)，则此时对于线程T2就达成了一个死循环：

 如果线程T2此时去取值，则出现无限循环。