探究HashMap线程不安全的根源:JDK1.7 与 JDK1.8 的比较
2023-11-12 04:54:31
HashMap作为一种广泛应用于Java中的数据结构,以其高效的查找性能和便捷的键值对存储方式备受青睐。然而,HashMap却存在一个不容忽视的问题——线程不安全。在多线程环境中,多个线程并发访问HashMap时,可能会导致数据错乱甚至死循环。为了理解HashMap线程不安全的原因,我们需要深入探究JDK1.7和JDK1.8两个版本中HashMap的实现细节。
JDK1.7中的HashMap
JDK1.7中的HashMap在扩容时,可能会造成死循环。当HashMap的容量达到阈值时,它会进行扩容以增加容量。扩容过程分为两个阶段:
- 复制旧表到新表:首先,创建一个新的HashMap,并将其容量设置为旧HashMap的两倍。然后,将旧HashMap中的所有键值对复制到新HashMap中。
- 更新引用:复制完成后,将旧HashMap的引用指向新HashMap。
扩容过程中,如果有多个线程同时访问HashMap,可能会发生死循环。假设有两个线程A和B,线程A正在执行复制旧表到新表的操作,而线程B正在执行更新引用操作。当线程A将旧HashMap的最后一个键值对复制到新HashMap后,线程B更新了旧HashMap的引用,此时旧HashMap指向新HashMap。但是,线程A仍在继续将旧HashMap中的键值对复制到新HashMap中,导致死循环。
JDK1.8中HashMap
为了解决JDK1.7中HashMap扩容导致死循环的问题,JDK1.8对HashMap的扩容机制进行了改进。在JDK1.8中,HashMap的扩容过程如下:
- 扩容时,首先将旧HashMap的容量扩大为原来的两倍,并创建一个新的HashMap。
- 然后,将旧HashMap中的所有键值对复制到新HashMap中。
- 复制完成后,将旧HashMap的引用指向新HashMap。
与JDK1.7不同的是,JDK1.8在扩容时不会立即更新旧HashMap的引用。而是将旧HashMap的引用指向一个中间状态的HashMap,该HashMap包含旧HashMap的所有键值对。当旧HashMap中的所有键值对都被复制到新HashMap后,再将旧HashMap的引用指向新HashMap。
这种改进避免了JDK1.7中扩容导致死循环的问题。因为在JDK1.8中,旧HashMap的引用始终指向一个有效的HashMap,即使在扩容过程中有多个线程同时访问HashMap,也不会发生死循环。
总结
通过比较JDK1.7和JDK1.8中HashMap的扩容机制,我们可以看到,JDK1.7中的HashMap在扩容时可能会造成死循环,而JDK1.8中的HashMap通过改进扩容机制解决了这个问题。在多线程环境中,如果需要使用HashMap,建议使用JDK1.8或更高版本的JDK。