Java并发编程学习五：并发容器

一、HashMap为什么线程不安全？

HashMap是Map的主要实现类之一，但是它并不具备线程安全的特点。

以HashMap的put方法来看

public V put(K key, V value) {

    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key.hashCode());
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {

        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {

            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    } 

    //modCount++ 是一个复合操作
    modCount++;

    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

且不去具体分析put方法的内部逻辑，单看代码中的modCount++操作，前面在对线程安全的学习部分，就提到过这个操作并不是原子操作，它的实际执行步骤有三步，每一步操作都有可能被打断。

除了非原子操作，HashMap还有什么原因导致它是线程不安全的呢？

1. 扩容时获取值可能为null

HashMap 本身默认的容量不是很大，如果不停地往 map 中添加新的数据，它便会在合适的时机进行扩容。而在扩容期间，它会新建一个新的空数组，并且用旧的项填充到这个新的数组中去。那么，在这个填充的过程中，如果有线程获取值，很可能会取到 null 值，而不是原来添加的值

public class HashMapNotSafe {

    public static void main(String[] args) {

        final Map<Integer, String> map = new HashMap<>();

        final Integer targetKey = 0b1111_1111_1111_1111; // 65 535
        final String targetValue = "v";
        map.put(targetKey, targetValue);

        new Thread(() -> {

            IntStream.range(0, targetKey).forEach(key -> map.put(key, "someValue"));
        }).start();

        while (true) {

            if (null == map.get(targetKey)) {

                throw new RuntimeException("HashMap is not thread safe.");
            }
        }
    }
}