資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：關于不安全的問題，感興趣的可以去看一下這篇文章老生常談，的死循環。
廢話不多說，直接進入主題：
首先我們從構造方法開始： 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0.75f）
this.loadFactor = loadFactor;
// 初始化容器大小（默認16）
threshold = initialCapacity;
init();
}
// 可以看到jdk1.7中hashMap的init方法并沒有創建hashMap的數組和Entry，
// 而是移到了put方法里，后邊會講到
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時開始的
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
// 對key為`null`的處理，進入到方法里可以看到直接將其hash置為0,并插入到了數組下標為0的位置
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 計算hash值
int hash = hash(key);
// 根據hash，查找到數組對應的下標
int i = indexFor(hash, table.length);
// 遍歷數組第i個位置的鏈表
for (Entry 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]下的鏈表中沒有找到相同的key，將entry加入到此鏈表
// addEntry方法后邊會再看一下
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
根據put方法的流程，我們進入到inflateTable方法看一下他的初始化代碼：
// 容量一定為2的n次方，比如設置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);
// 計算擴容臨界值：capacity * loadFactor，當size>=threshold時，觸發擴容
threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
// 初始化Entry數組
table = new Entry[capacity];
initHashSeedAsNeeded(capacity);
addEntry添加鏈表節點
能進入到addEntry方法，說明根據hash值計算出的數組下標沖突，但是key不一樣
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
// 當數組的size >= 擴容閾值，觸發擴容，size大小會在createEnty和removeEntry的時候改變
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
// 擴容到2倍大小，后邊會跟進這個方法
resize(2 * table.length);
// 擴容后重新計算hash和index
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
// 創建一個新的鏈表節點，點進去可以了解到是將新節點添加到了鏈表的頭部
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
resize擴容
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
// 創建2倍大小的新數組
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
// 將舊數組的鏈表轉移到新數組，就是這個方法導致的hashMap不安全，等下我們進去看一眼
transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
table = newTable;
// 重新計算擴容閾值(容量*加載因子)
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}
get方法
對于put方法，get方法就很簡單了
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry 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hash值找到對應的數組下標，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;
}
不安全的transfer方法
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
int newCapacity = newTable.length;
// 遍歷舊數組
for (Entry e : table) {
// 遍歷鏈表
while(null != e) {
Entry next = e.next;
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
// 計算節點在新數組中的下標
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
// 將舊節點插入到新節點的頭部
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
這里粗略的講一下為什么transfer是不安全的
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，而插入到新數組的時候是采用的頭插法，也就是后插入的在首部，所以遍歷之后結果為c->b->a;
此時正常邏輯是沒有問題的，而當有多個線程同時進行擴容操作時就出現問題了，看下邊的圖
此時的狀態為a線程創建了新數組，b線程也創建了新數組，同時b的cpu時間片用完進入等待階段，
此時的狀態為a線程完成了數組的擴容，退出了transfer方法，但是還沒有執行下一句table = newTable;
b線程回來繼續執行代碼
