摘要:關(guān)于不安全的問(wèn)題,感興趣的可以去看一下這篇文章老生常談,的死循環(huán)。
廢話不多說(shuō),直接進(jìn)入主題:
首先我們從構(gòu)造方法開(kāi)始:public HashMap() { this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); // 初始化加載因子(默認(rèn)0.75f) this.loadFactor = loadFactor; // 初始化容器大小(默認(rèn)16) threshold = initialCapacity; init(); } // 可以看到j(luò)dk1.7中hashMap的init方法并沒(méi)有創(chuàng)建hashMap的數(shù)組和Entry, // 而是移到了put方法里,后邊會(huì)講到 void init() { }最常用的put方法:
public V put(K key, V value) { // 可以看到,初始化table是在首次put時(shí)開(kāi)始的 if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } // 對(duì)key為`null`的處理,進(jìn)入到方法里可以看到直接將其hash置為0,并插入到了數(shù)組下標(biāo)為0的位置 if (key == null) return putForNullKey(value); // 計(jì)算hash值 int hash = hash(key); // 根據(jù)hash,查找到數(shù)組對(duì)應(yīng)的下標(biāo) int i = indexFor(hash, table.length); // 遍歷數(shù)組第i個(gè)位置的鏈表 for (Entry根據(jù)put方法的流程,我們進(jìn)入到inflateTable方法看一下他的初始化代碼:e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; // 找到相同的key,并覆蓋其value if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; // 在table[i]下的鏈表中沒(méi)有找到相同的key,將entry加入到此鏈表 // addEntry方法后邊會(huì)再看一下 addEntry(hash, key, value, i); return null; }
// 容量一定為2的n次方,比如設(shè)置size=10,則容量則為大于10的且為2的n次方=16 // Find a power of 2 >= toSize int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); // 計(jì)算擴(kuò)容臨界值:capacity * loadFactor,當(dāng)size>=threshold時(shí),觸發(fā)擴(kuò)容 threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); // 初始化Entry數(shù)組 table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity);addEntry添加鏈表節(jié)點(diǎn)
能進(jìn)入到addEntry方法,說(shuō)明根據(jù)hash值計(jì)算出的數(shù)組下標(biāo)沖突,但是key不一樣
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { // 當(dāng)數(shù)組的size >= 擴(kuò)容閾值,觸發(fā)擴(kuò)容,size大小會(huì)在createEnty和removeEntry的時(shí)候改變 if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { // 擴(kuò)容到2倍大小,后邊會(huì)跟進(jìn)這個(gè)方法 resize(2 * table.length); // 擴(kuò)容后重新計(jì)算hash和index hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } // 創(chuàng)建一個(gè)新的鏈表節(jié)點(diǎn),點(diǎn)進(jìn)去可以了解到是將新節(jié)點(diǎn)添加到了鏈表的頭部 createEntry(hash, key, value, bucketIndex); }resize擴(kuò)容
void resize(int newCapacity) { Entry[] oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return; } // 創(chuàng)建2倍大小的新數(shù)組 Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; // 將舊數(shù)組的鏈表轉(zhuǎn)移到新數(shù)組,就是這個(gè)方法導(dǎo)致的hashMap不安全,等下我們進(jìn)去看一眼 transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity)); table = newTable; // 重新計(jì)算擴(kuò)容閾值(容量*加載因子) threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); }get方法
對(duì)于put方法,get方法就很簡(jiǎn)單了
public V get(Object key) { if (key == null) return getForNullKey(); Entry不安全的transfer方法entry = getEntry(key); return null == entry ? null : entry.getValue(); } final Entry getEntry(Object key) { if (size == 0) { return null; } int hash = (key == null) ? 0 : hash(key); // 根據(jù)hash值找到對(duì)應(yīng)的數(shù)組下標(biāo),并遍歷其E for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } return null; }
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) { int newCapacity = newTable.length; // 遍歷舊數(shù)組 for (Entry這里粗略的講一下為什么transfer是不安全的e : table) { // 遍歷鏈表 while(null != e) { Entry next = e.next; if (rehash) { e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); } // 計(jì)算節(jié)點(diǎn)在新數(shù)組中的下標(biāo) int i = indexFor(e.hash, newCapacity); // 將舊節(jié)點(diǎn)插入到新節(jié)點(diǎn)的頭部 e.next = newTable[i]; newTable[i] = e; e = next; } } }
從上面的代碼可以看出,從oldTable中遍歷Entry是正序的,也就是a->b->c的順序,而插入到新數(shù)組的時(shí)候是采用的頭插法,也就是后插入的在首部,所以遍歷之后結(jié)果為c->b->a;
此時(shí)正常邏輯是沒(méi)有問(wèn)題的,而當(dāng)有多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)容操作時(shí)就出現(xiàn)問(wèn)題了,看下邊的圖
此時(shí)的狀態(tài)為a線程創(chuàng)建了新數(shù)組,b線程也創(chuàng)建了新數(shù)組,同時(shí)b的cpu時(shí)間片用完進(jìn)入等待階段,
此時(shí)的狀態(tài)為a線程完成了數(shù)組的擴(kuò)容,退出了transfer方法,但是還沒(méi)有執(zhí)行下一句table = newTable;
b線程回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行代碼
Entrynext = e.next; int i = indexFor(e.hash, newCapacity); e.next = newTable[i]; newTable[i] = e; e = next;
結(jié)果如下:
b會(huì)繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)代碼,進(jìn)入到死循環(huán)狀態(tài)。
關(guān)于transfer不安全的問(wèn)題,感興趣的可以去看一下這篇文章老生常談,HashMap的死循環(huán)。
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