HashMap线程安全问题详细解析
1.简介
HashMap是一种非线程安全的数据结构，即在多线程环境下，无法保证其操作的原子性和一致性。在多个线程同时访问HashMap并进行修改操作时，可能会导致数据的不一致性和线程竞争条件的出现。
如果多个线程同时尝试修改同一个HashMap的内容，可能会导致数据的不一致性和丢失。为了解决这个问题，可以使用线程安全的Map实现，如ConcurrentHashMap，或者在访问HashMap时对其进行同步处理。
2.举例说明
- 当一个线程在遍历HashMap的同时另一个线程删除或修改HashMap中的元素，就会导致ConcurrentModificationException异常。这是因为在遍历过程中，原Map结构发生了变化，导致遍历的数据结构发生了不一致的情况。
- 当多个线程同时向HashMap中添加元素时，可能会导致元素被重复添加或者被覆盖，从而导致数据不一致。
解决：
解决HashMap的线程安全问题，可以考虑使用线程安全的实现类ConcurrentHashMap，或者在访问HashMap时对其进行同步处理，例如使用synchronized关键字进行同步，或者使用Collections.synchronizedMap()方法将其包装为线程安全的Map。
3.HashMap线程安全问题JDK不同版本之间的解决
- 早期版本
通过使用Collections.synchronizedMap()方法将HashMap包装为线程安全的Map，或者在访问HashMap时使用synchronized关键字进行同步处理，但这种方式的性能会比ConcurrentHashMap要差一些。
- JDK1.7
在JDK1.7版本中，ConcurrentHashMap的实现已经很成熟，并且性能也非常不错，因此建议在多线程环境中使用ConcurrentHashMap代替HashMap。
- JDK1.8
在JDK1.8版本中，HashMap的实现进行了优化，比如使用数组存储数据，当链表长度大于阈值（默认为8）时，单链表转为红黑树等，使得其性能得到了很大提高。同时，JDK1.8版本也提供了新的线程安全的HashMap实现类ConcurrentHashMapV8，在性能和线程安全性方面都有很好的表现。
2.concurrentHashMap解决HashMap线程安全问题的原理
ConcurrentHashMap是一种线程安全并发的哈希表实现，其解决HashMap线程安全问题的原理主要有以下两点：
1.分段锁技术
ConcurrentHashMap使用了分段锁技术，即它把整个哈希表分成了若干个段，每个段都是一个独立的小的哈希表，内部使用了独立的锁，不同的线程可以同时操作不同的段，从而提高了并发效率。在实际使用过程中，ConcurrentHashMap的并发度可以通过调整分段数目来控制，通常与CPU核心数目相当。
2. 红黑树优化
ConcurrentHashMap在JDK1.8版本中，对链表的长度进行了优化，当一个段中的链表长度超过了8个节点时，会将链表转换为红黑树，以提高查找效率。在插入、删除和查找操作时，ConcurrentHashMap会根据哈希函数计算出对应的段，然后对这个段上的锁进行加锁或解锁操作。
综上所述，ConcurrentHashMap通过分段锁以及红黑树优化来实现线程安全并发的哈希表，解决了HashMap在多线程环境中的线程安全问题。
3.HashMap与concurrentHashMap的区别
- 线程安全性：HashMap线程不安全，ConcurrentHashMap线程安全，通过使用分段锁技术实现并发访问。
- 性能：HashMap在单线程情况下性能更好，而ConcurrentHashMap适用于在多线程环境下高并发情况，具有更好的性能表现。
- 实现方式：HashMap使用单个锁或synchronized关键字来保证线程安全，而ConcurrentHashMap使用分段锁实现。
- 内部结构：HashMap的内部结构是一个数组和链表组成的存储桶(bucket)，而ConcurrentHashMap的内部结构是由若干个Segment组成，每个Segment就是一个Hash表，所有的Segment共同构成了整个ConcurrentHashMap。
- 迭代器：HashMap的迭代器是fail-fast类型的，即迭代过程中如果对HashMap进行结构性修改会抛出ConcurrentModificationException异常；而ConcurrentHashMap的迭代器是weakly-consistent类型的，可以允许在迭代过程中进行修改操作，但可能会导致迭代出现干扰或遗漏某些元素。
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