前置知识

HashMap死循环是一个比较常见、比较经典的问题，在日常的面试中出现的频率比较高，所以接下来咱们通过图解的方式，带大家彻底理解死循环的原因。

死循环问题发生在 JDK1.7 版本中，造成这个问题主要是由于HashMap自身的运行机制，加上并发操作，从而导致了死循环。在 JDK1.7 中HashMap的底层数据实现是数组+链表的方式，如下图所示：

而HashMap在数据添加时使用的是头插入，如下图所示：

HashMap正常情况下的扩容实现如下图所示：

旧HashMap的节点会依次转移到新HashMap中，旧HashMap转移的顺序是 A、B、C，而新HashMap使用的是头插法，所以最终在新HashMap中的顺序是 C、B、A，也就是上图展示的那样。有了这些前置知识之后，咱们来看死循环是如何诞生的？

死循环执行步骤1

死循环是因为并发HashMap扩容导致的，并发扩容的第一步，线程T1和线程T2要对HashMap进行扩容操作，此时T1和T2指向的是链表的头结点元素A，而T1和T2的下一个节点，也就是T1.next和T2.next指向的是B节点，如下图所示：

死循环执行步骤2

死循环的第二步操作是，线程T2时间片用完进入休眠状态，而线程T1开始执行扩容操作，一直到线程T1扩容完成后，线程T2才被唤醒，扩容之后的场景如下图所示：

从上图可知线程T1执行之后，因为是头插法，所以HashMap的顺序已经发生了改变，但线程T2对于发生的一切是不可知的，所以它的指向元素依然没变，如上图展示的那样，T2指向的是A元素，T2.next指向的节点是B元素。

死循环执行步骤3

当线程T1执行完，而线程T2恢复执行时，死循环就建立了，如下图所示：

因为T1执行完扩容之后B节点的下一个节点是A，而T2线程指向的首节点是A，第二个节点是B，这个顺序刚好和T1扩完容完之后的节点顺序是相反的。T1执行完之后的顺序是B到A，而T2的顺序是A到B，这样A节点和B节点就形成死循环了，这就是HashMap死循环导致的原因。

解决方案

HashMap死循环的常用解决方案有以下3个：

使用线程安全容器ConcurrentHashMap替代（推荐使用此方案）。
使用线程安全容器Hashtable替代（性能低，不建议使用）。
使用synchronized或Lock加锁HashMap之后，再进行操作，相当于多线程排队执行（比较麻烦，也不建议使用）。

总结

HashMap死循环发生在 JDK1.7 版本中，形成死循环的原因是HashMap在 JDK1.7 使用的是头插法，头插法+链表+多线程并发+HashMap扩容，这几个点加在一起就形成了HashMap的死循环，解决死锁可以采用线程安全容器ConcurrentHashMap替代。

原文链接：https://www.zhihu.com/question/394039290

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