面试官问你HashMap为什么线程不安全，体现在哪？举个例子看看？

墨蓝 2022-12-06 15:56 135阅读 0赞

看过我HashMap系列教程的人都应该对HashMap的原理都有了比较深的理解

**[深入源码分析HashMap到底是怎样将元素put进去的][HashMap_put]**

**[HashMap扩容后，元素是如何重新分布的][HashMap]**

[”准备用HashMap存1w条数据，构造时传10000会触发扩容吗？“][HashMap_1w_10000]

[java的hashmap，如果确定只装载100个元素，new HashMap(?)多少是最佳的，why？][java_hashmap_100_new HashMap_why]

[读HashMap源码之tableSizeFor][HashMap_tableSizeFor]

大家都知道HashMap是线程不安全的，可是为什么是不安全的呢？其实我们看一下源码就知道

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                       boolean evict) { 
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                n = (tab = resize()).length;
                // 下面这行代码在多线程情况下就有可能出问题
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else { 
                Node<K,V> e; K k;
                if (p.hash == hash &&
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                else if (p instanceof TreeNode)
                    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else { 
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) { 
                        if ((e = p.next) == null) { 
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                treeifyBin(tab, hash);
                            break;
                        }
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                if (e != null) {  // existing mapping for key
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
            ++modCount;
            if (++size > threshold)
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }

上述`putVal`方法中，有注释的那行代码，在多线程情况下就可能会出现问题  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlaXN1cmVfbGlmZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
这行代码的意思是：在进行`(n-1)-1 & hash`后，如果该位置没有元素，是直接将元素放到这个位置的

如果线程A和线程B同时进行put操作，刚好这两条不同的数据hash值一样，并且该位置数据为null

所以接下来线程A、B本应该都会进入源码`631`行进行执行操作

如果此时，线程A进入后还未进行数据插入时挂起了，没有获取到CUP时间片

而线程B正常执行，从而B正常插入数据，放入一个元素，然后执行完了B走了，

此时轮到线程A获取CPU时间片，在挂起前已经执行了源码`630`行

线程A将不用再进行hash判断了，而是直接执行源码`631`行

杯具来了：线程A会把线程B插入的数据给**覆盖**，发生线程不安全

针对这个情况怎么处理呢，可以直接对整个方法加锁，用`synchronized`，但性能损耗太大

官方推荐使用`ConcurrentHashMap`，采用分段锁机制，即避免了线程不安全，也极大照顾了性能损耗  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlaXN1cmVfbGlmZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

除了上面那张情况的线程不安全，还有很多地方也会发生线程不安全，比如还有源码这行

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlaXN1cmVfbGlmZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
多个线程执行到`if (++size > threshold)`，都将执行扩容操作，都在重新计算元素位置以及复制数据，但是最终只有一个线程扩容后的数组会赋给 table，也就是说其他线程的都会丢失，并且各自线程 put 的数据也丢失了~  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlaXN1cmVfbGlmZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

[HashMap_put]: https://blog.csdn.net/leisure_life/article/details/108482840
[HashMap]: https://blog.csdn.net/leisure_life/article/details/108489393
[HashMap_1w_10000]: https://blog.csdn.net/leisure_life/article/details/102902378
[java_hashmap_100_new HashMap_why]: https://blog.csdn.net/leisure_life/article/details/102898866
[HashMap_tableSizeFor]: https://blog.csdn.net/leisure_life/article/details/101674535
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlaXN1cmVfbGlmZQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/d3f9edb550b6463f889ee7a438ba3720.png
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