【JDK 源码分析】HashMap 线程安全问题分析

简介: 【1月更文挑战第27天】【JDK 源码分析】HashMap 线程安全问题分析

JDK 1.8采用尾插法解决了JDK 1.7(出现Hash冲突采用的头插法)中的并发扩容导致的循环链表问题。

JDK 1.8下的HashMap并发问题主要是由于多线程put时,Hash桶头节点元素值被覆盖的问题

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;
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) // 如果没有hash碰撞则直接插入元素
        // 当多个线程进入这里时,会有并发问题导致修改时,可能能会覆盖其他线程的修改:
        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;
    // 多线程情况下变量不安全:
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

调用putVal方法时,会判断是否出现hash碰撞,假设两个线程A线程B都在进行put操作,并且hash函数计算出的插入下标是相同的,当线程A执行完第六行代码后由于时间片耗尽导致被挂起,而线程B得到时间片后在该下标处插入了元素,完成了正常的插入。然后线程A获得时间片,由于之前已经进行了hash碰撞的判断,所有此时不会再进行判断,而是直接进行插入,这就导致了线程B插入的数据被线程A覆盖了,从而线程不安全。

除此之前,还有就是代码的第38行处有个++size,我们这样想,还是线程A线程B,这两个线程同时进行put操作时,假设当前HashMapzise大小为10,当线程A执行到第38行代码时,从主内存中获得size的值为10后准备进行+1操作,但是由于时间片耗尽只好让出CPU线程B快乐的拿到CPU还是从主内存中拿到size的值10进行+1操作,完成了put操作并将size=11写回主内存,然后线程A再次拿到CPU并继续执行(此时size的值仍为10),当执行完put操作后,还是将size=11写回内存,此时,线程A线程B都执行了一次put操作,但是size的值只增加了1,所有说还是由于数据覆盖又导致了线程不安全。

  • Hashtablesynchronized关键字保证线程安全
  • 强化HashMap

使用Collections工具类的synchronizedMap方法,将HashMap改造为一个线程安全的Map

Collections.synchronizedMap(new HashMap<String,String>());
public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
    return new SynchronizedMap<>(m);
}

这个方法的实现原理是对HashMap原来的方法进一步包装,多了synchronized关键字,和Hashtable原理一样。

  • ConcurrentHashMap并发安全的集合
相关文章
|
5月前
|
Java
Java基础之 JDK8 HashMap 源码分析(中间写出与JDK7的区别)
这篇文章详细分析了Java中HashMap的源码,包括JDK8与JDK7的区别、构造函数、put和get方法的实现,以及位运算法的应用,并讨论了JDK8中的优化,如链表转红黑树的阈值和扩容机制。
70 1
|
5月前
|
Dubbo Java 应用服务中间件
剖析Tomcat线程池与JDK线程池的区别和联系!
剖析Tomcat线程池与JDK线程池的区别和联系!
243 0
剖析Tomcat线程池与JDK线程池的区别和联系!
|
7月前
|
缓存 Java 调度
【Java 并发秘籍】线程池大作战:揭秘 JDK 中的线程池家族!
【8月更文挑战第24天】Java的并发库提供多种线程池以应对不同的多线程编程需求。本文通过实例介绍了四种主要线程池:固定大小线程池、可缓存线程池、单一线程线程池及定时任务线程池。固定大小线程池通过预设线程数管理任务队列;可缓存线程池能根据需要动态调整线程数量;单一线程线程池确保任务顺序执行;定时任务线程池支持周期性或延时任务调度。了解并正确选用这些线程池有助于提高程序效率和资源利用率。
100 2
|
7月前
|
存储 Java 开发者
HashMap线程安全问题大揭秘:ConcurrentHashMap、自定义同步,一文让你彻底解锁!
【8月更文挑战第24天】HashMap是Java集合框架中不可或缺的一部分,以其高效的键值对存储和快速访问能力广受开发者欢迎。本文深入探讨了HashMap在JDK 1.8后的底层结构——数组+链表+红黑树混合模式,这种设计既利用了数组的快速定位优势,又通过链表和红黑树有效解决了哈希冲突问题。数组作为基石,每个元素包含一个Node节点,通过next指针形成链表;当链表长度过长时,采用红黑树进行优化,显著提升性能。此外,还介绍了HashMap的扩容机制,确保即使在数据量增大时也能保持高效运作。通过示例代码展示如何使用HashMap进行基本操作,帮助理解其实现原理及应用场景。
93 1
|
7月前
|
安全 Java
【Java集合类面试十三】、HashMap如何实现线程安全?
实现HashMap线程安全的方法包括使用Hashtable类、ConcurrentHashMap,或通过Collections工具类将HashMap包装成线程安全的Map。
|
7月前
|
Java
【Java集合类面试十二】、HashMap为什么线程不安全?
HashMap在并发环境下执行put操作可能导致循环链表的形成,进而引起死循环,因而它是线程不安全的。
|
7月前
|
存储 缓存 安全
深度剖析Java HashMap:源码分析、线程安全与最佳实践
深度剖析Java HashMap:源码分析、线程安全与最佳实践
|
7月前
|
开发者 C# UED
WPF与多媒体:解锁音频视频播放新姿势——从界面设计到代码实践,全方位教你如何在WPF应用中集成流畅的多媒体功能
【8月更文挑战第31天】本文以随笔形式介绍了如何在WPF应用中集成音频和视频播放功能。通过使用MediaElement控件,开发者能轻松创建多媒体应用程序。文章详细展示了从创建WPF项目到设计UI及实现媒体控制逻辑的过程,并提供了完整的示例代码。此外,还介绍了如何添加进度条等额外功能以增强用户体验。希望本文能为WPF开发者提供实用的技术指导与灵感。
249 0
|
8月前
|
安全 Java
多线程线程安全问题之避免ThreadLocal的内存泄漏,如何解决
多线程线程安全问题之避免ThreadLocal的内存泄漏,如何解决
|
1月前
|
Linux
Linux编程: 在业务线程中注册和处理Linux信号
本文详细介绍了如何在Linux中通过在业务线程中注册和处理信号。我们讨论了信号的基本概念,并通过完整的代码示例展示了在业务线程中注册和处理信号的方法。通过正确地使用信号处理机制,可以提高程序的健壮性和响应能力。希望本文能帮助您更好地理解和应用Linux信号处理,提高开发效率和代码质量。
49 17