HashMap執行緒不安全的表現 -- Java 8

先來看看HashMap.put方法的原始碼

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

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)　　　　//如果該位置為null，說明沒有雜湊衝突，直接插入  --------------------（1）
            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;
    }

如果有兩個執行緒A和B，都進行插入資料，剛好這兩條不同的資料經過雜湊計算後得到的雜湊碼是一樣的，且該位置還沒有其他的資料。所以這兩個執行緒都會進入我在上面標記為1的程式碼中。假設一種情況，執行緒A通過if判斷，該位置沒有雜湊衝突，進入了if語句，還沒有進行資料插入，這時候CPU就把資源讓給了執行緒B，執行緒A停在了if語句裡面，執行緒B判斷該位置沒有雜湊衝突（執行緒A的資料還沒插入），也進入了if語句，執行緒B執行完後，輪到執行緒A執行，現線上程A直接在該位置插入而不用再判斷。這時候，你會發現執行緒A把執行緒B插入的資料給覆蓋了。發生了執行緒不安全情況。本來在HashMap中，發生雜湊衝突是可以用連結串列法或者紅黑樹來解決的，但是在多執行緒中，可能就直接給覆蓋了。

上面所說的是一個圖來解釋可能更加直觀。如下面所示，兩個執行緒在同一個位置新增資料，後面新增的資料就覆蓋住了前面新增的。

發生在連結串列處插入資料發生執行緒不安全的情況也相似。

如兩個執行緒都在遍歷到最後一個節點，都要在最後新增一個數據，那麼後面新增資料的執行緒就會把前面新增的資料給覆蓋住。

我能想到的其他情況：在擴容的時候插入資料，有可能會把新插入的覆蓋住；在擴容的時候刪除資料，會刪除不了。

下面是擴容方法resize()的部分程式碼

如果我在擴容時，在資料從舊陣列複製到新陣列過程中，這時候某個執行緒插入一條資料，這時候是插入到新陣列中，但是在資料複製過程中，HashMap是沒有檢查新陣列上的位置是否為空，所以新插入的資料會被後面從舊陣列中複製過來的資料覆蓋住。

如果在（2）剛執行後，某個執行緒就立刻想刪除以前插入的某個元素，你會發現刪除不了，因為table指向了新陣列，而這時候新陣列還沒有資料。

 1     Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];//----------------------（1）
 2         table = newTab;//                              ------------------------（2）
 3         if (oldTab != null) {
 4             for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
 5                 Node<K,V> e;
 6                 if ((e = oldTab[j]) != null) {
 7                     oldTab[j] = null;
 8                     if (e.next == null)
 9                         newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;  //---------------在新陣列上插入陣列都不會檢查該位置是否為null
10                     else if (e instanceof TreeNode)
11                         ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
12                     else { // preserve order
13                         Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
14                         Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
15                         Node<K,V> next;
16                         do {
17                             next = e.next;
18                             if ((e.hash & oldCap) == 0) {
19                                 if (loTail == null)
20                                     loHead = e;
21                                 else
22                                     loTail.next = e;
23                                 loTail = e;
24                             }
25                             else {
26                                 if (hiTail == null)
27                                     hiHead = e;
28                                 else
29                                     hiTail.next = e;
30                                 hiTail = e;
31                             }
32                         } while ((e = next) != null);
33                         if (loTail != null) {
34                             loTail.next = null;
35                             newTab[j] = loHead;   //-------------------在新陣列上插入陣列都不會檢查該位置是否為null
36                         }
37                         if (hiTail != null) {
38                             hiTail.next = null;
39                             newTab[j + oldCap] = hiHead;  //------------在新陣列上插入陣列都不會檢查該位置是否為null
40                         }
41                     }
42                 }
43             }
44         }