天猫面试官:说说高并发下的HashMap的死循环是怎么形成的!

简介: 师傅,我常常听别人说,不要在并发情况下使用HashMap,可能会出现死循环,这个死循环是怎么形成的呢?

前言

师傅,我常常听别人说,不要在并发情况下使用HashMap,可能会出现死循环,这个死循环是怎么形成的呢?

一尘

慧能

这个听为师慢慢道来

我们都知道,HashMap的底层是由数组加链表来实现的

当往HashMap中put一个键值对时,如果HashMap中的键值对数量 size 大于或等于阈值(threshold) 并且null != tablebucketIndex 时会进行扩容

bucketIndex为该键值对最后被散列到hash表table的位置

比如 table的初始容量为4,加载因子为0.75,此时阈值为3,table已有三个元素,现在put一个元素<1,”A”>,<1,”A”>被散列到table1处,而table1 != null,此时满足扩容条件

阈值 = 容量 * 加载因子

threshold = capacity * loadFactor

扩容时先生成一个是table大小2倍的newTable,然后把table中的元素迁移到newTable中,迁移的工作就由 transfer方法来完成,这个方法就是引起死循环的原因所在

环的形成

现在我们来模拟一下环是如何形成的,设HashMap的初始容量为4,先往HashMap中依次put三个元素<5,”B”>、<9,”C”>、<1,”A”>,它们都被散列到table1处,形成了链

假设此时有两个线程并发对该HashMap进行put,线程1 put <13,”D”>时,这个键值对被散列到table1处,满足扩容条件,进行扩容(生成newTable并进行迁移)

此时,线程1用 transfer 方法将 table中的元素迁移到 newTable 中,假设线程1执行完 transfer 方法中的 Entry<K,V> next = e.next 语句后时间片用完,挂起

此时,线程1内的 e 指向 <1,“A”>,next指向<9,”C”>

然后线程2 put <16,”E”>,同样这个键值对被散列到table1处,满足扩容条件,进行扩容

生成完newTable后用transfer方法进行迁移,执行完Entry<K,V> next = e.next;后与线程1一样,e指向<1,”A”>,next指向<9,”C”>

线程2 然后执行循环体下面的语句

线程2执行完之后为下图

然后线程2按照同样的逻辑进行第二次循环(while循环),下面是第二遍循环后的结果

下面是第三遍循环后的结果

此时,线程2时间片用完,线程1得到时间片,开始执行

注意,此时线程1的e指向<1,A>,next指向<9,C>,在线程2操作链表的时候,线程1 中的e,next指向的元素没变(一直是红色的e和next)

线程一和线程二整体图为:

然后线程1开始执行循环内剩下的代码

执行完后为下图

线程1继续执行第二遍循环

执行完为下图

线程1继续第三遍循环(注意:此次循环会形成环)

先执行 Entry<K,V> next = <1,A>.next

然后执行 <1,A>.next = newTable1

此时环已经形成

然后执行剩余的两行代码

执行完,e 为 null,退出循环

死循环的发生

当形成环后,当给HashMap中put元素的时候,这个元素恰巧落在了table1(不管有没有更新table),而这个元素的Key不在table1这条链上,此时会发生死循环

或者在get元素的时候,该元素恰巧落在table1上,并且该元素的Key不在该链上,会发生死循环

原来死循环是这样形成的

一尘

慧能

对,核心就是线程2修改了原来的链表结构,而线程1却以原来的逻辑执行迁移

那并发下我还想使用散列表这种数据结构怎么办呢

一尘

慧能

用ConcurrentHashMap

今日份读者福利:转发+关注公众号:麒麟改bug,获取小编整理好的200多页Java核心学习笔记一份!

最后

喜欢小编今日的分享,记得关注我点赞哟,感谢支持!重要的事情说三遍,转发+转发+转发,一定要记得转发 关注哦!!!

相关文章
|
1月前
|
NoSQL 关系型数据库 MySQL
招行面试:高并发写,为什么不推荐关系数据?
资深架构师尼恩针对高并发场景下为何不推荐使用关系数据库进行数据写入进行了深入剖析。文章详细解释了关系数据库(如MySQL)在高并发写入时的性能瓶颈,包括存储机制和事务特性带来的开销,并对比了NoSQL数据库的优势。通过具体案例和理论分析,尼恩为读者提供了系统化的解答,帮助面试者更好地应对类似问题,提升技术实力。此外,尼恩还分享了多个高并发系统的解决方案及优化技巧,助力开发者在面试中脱颖而出。 文章链接:[原文链接](https://mp.weixin.qq.com/s/PKsa-7eZqXDg3tpgJKCAAw) 更多技术资料和面试宝典可关注【技术自由圈】获取。
|
6月前
|
存储 算法 Java
【Java集合类面试八】、 介绍一下HashMap底层的实现原理
HashMap基于hash算法,通过put和get方法存储和获取对象,自动调整容量,并在碰撞时用链表或红黑树组织元素以优化性能。
|
1月前
|
存储 算法 Java
面试必备!一文搞懂HashMap如何优雅处理哈希冲突
大家好,我是小米,一个积极的程序员。今天聊聊Java面试中的常见问题——“HashMap是怎么解决哈希冲突的?”。通过一个小故事,我们了解到HashMap使用链地址法(JDK 1.8前)和红黑树(JDK 1.8后)来处理哈希冲突。链地址法用链表存储冲突的元素,而红黑树在链表长度超过8时启用,提升查找效率。希望这个讲解能帮助你更好地理解HashMap的工作原理。欢迎留言讨论,关注我的公众号“软件求生”,获取更多技术干货!
46 3
|
4月前
|
存储 Java 程序员
Java面试加分点!一文读懂HashMap底层实现与扩容机制
本文详细解析了Java中经典的HashMap数据结构,包括其底层实现、扩容机制、put和查找过程、哈希函数以及JDK 1.7与1.8的差异。通过数组、链表和红黑树的组合,HashMap实现了高效的键值对存储与检索。文章还介绍了HashMap在不同版本中的优化,帮助读者更好地理解和应用这一重要工具。
115 5
|
5月前
|
设计模式 安全 Java
HashMap底层原理:数据结构+put()流程+2的n次方+死循环+数据覆盖问题
假如有T1、T2两个线程同时对某链表扩容,他们都标记头结点和第二个结点,此时T2阻塞,T1执行完扩容后链表结点顺序反过来,此时T2恢复运行再进行翻转就会产生环形链表,即B.next=A;采用2的指数进行扩容,是为了利用位运算,提高扩容运算的效率。JDK8中,HashMap采用尾插法,扩容时链表节点位置不会翻转,解决了扩容死循环问题,但是性能差了一点,因为要遍历链表再查到尾部。例如15(即2^4-1)的二进制为1111,31的二进制为11111,63的二进制为111111,127的二进制为1111111。
HashMap底层原理:数据结构+put()流程+2的n次方+死循环+数据覆盖问题
|
4月前
|
C语言
经典面试题:嵌入式系统中经常要用到无限循环,怎么样用C编写死循环呢
在嵌入式系统开发中,无限循环常用于持续运行特定任务或监听事件。使用C语言实现死循环很简单,可以通过`while(1)`或`for(;;)`的结构来编写。例如:`while (1) { /* 循环体代码 */ }`,这种写法明确简洁,适用于需要持续执行的任务或等待中断的场景。
|
4月前
|
Java 调度
HashMap为什么会死循环?
本文分析了在Java中HashMap导致死循环的原因,主要由于在JDK 1.7及之前版本中,多线程环境下进行扩容操作时,头插法导致的链表反转,以及线程调度问题,从而形成循环链表。
60 0
HashMap为什么会死循环?
|
4月前
|
存储 算法 安全
HashMap常见面试题(超全面):实现原理、扩容机制、链表何时升级为红黑树、死循环
HashMap常见面试题:红黑树、散列表,HashMap实现原理、扩容机制,HashMap的jd1.7与jdk1.8有什么区别,寻址算法、链表何时升级为红黑树、死循环
|
6月前
|
Java 索引
【Java集合类面试九】、介绍一下HashMap的扩容机制
HashMap的扩容机制包括初始容量16,以2的次方进行扩充,使用负载因子0.75判断是否扩容,以及链表长度达到阈值时转换为红黑树,以优化性能。
【Java集合类面试九】、介绍一下HashMap的扩容机制
|
6月前
|
存储 Java
【Java集合类面试七】、 JDK7和JDK8中的HashMap有什么区别?
JDK7中的HashMap使用数组加链表解决冲突,而JDK8增加了红黑树结构以优化链表过长时的性能,提高查找效率。