面試官:HashMap死循環形成的原因是什麼?

  • 2020 年 3 月 12 日
  • 筆記

介紹

之前的文章已經分析了HashMap在JDK1.7的實現,這篇文章就只分析HashMap死循環形成的原因

死循環形成是在擴容轉移元素的時候發生的

void resize(int newCapacity) {      Entry[] oldTable = table;      int oldCapacity = oldTable.length;      if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {          threshold = Integer.MAX_VALUE;          return;      }        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];      transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));      table = newTable;      threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);  }

發生的具體時機在transfer函數中,默認情況下rehash為false

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {      int newCapacity = newTable.length;      for (Entry<K,V> e : table) {          while(null != e) {              Entry<K,V> next = e.next;              if (rehash) {                  e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);              }              int i = indexFor(e.hash, newCapacity);              e.next = newTable[i];              newTable[i] = e;              e = next;          }      }  }

正常的transfer過程

例子不考慮擴容閾值,假設放4個元素時開始擴容

主要有2個有意思的地方

  1. 原來在oldTable[i]位置的元素,會被放到newTable[i]或者newTable[i+oldTable.length]的位置
  2. 鏈表在轉移的時候會反轉

並發下異常的transfer

假設執行緒1執行完Entrynext = e.next後被掛起,此時e指向key3,next指向key7

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {      int newCapacity = newTable.length;      for (Entry<K,V> e : table) {          while(null != e) {              Entry<K,V> next = e.next; // 執行緒1執行完這一句被掛起              if (rehash) {                  e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);              }              int i = indexFor(e.hash, newCapacity);              e.next = newTable[i];              newTable[i] = e;              e = next;          }      }  }

執行緒2也來執行transfer函數,並執行完成,此時的狀態為

此時執行緒1接著執行餘下的程式碼,將key3放到執行緒1的table[3]處

接著將e指向key7,不為null,再次進入循環,將next指向key3如下圖

當跑完這次循環時key7被放入執行緒1的table中,e指向key3,next指向null

e不為null,還能再次執行循環,key3再次插入執行緒1中table[3]的頭節點,此時e變為null,循環完畢。結構如下

環形鏈表形成,此時無論將執行緒1還是執行緒2的table設置為newTable,當調用get方法執行到這條鏈上時,死循環形成。