這一期我們來講解高並發環境下，HashMap可能出現的致命問題。

HashMap的容量是有限的。當經過多次元素插入，使得HashMap達到一定飽和度時，Key映射位置發生沖突的幾率會逐漸提高。

這時候，HashMap需要擴展它的長度，也就是進行Resize。

影響發生Resize的因素有兩個：

1.Capacity

HashMap的當前長度。上一期曾經說過，HashMap的長度是2的冪。

2.LoadFactor

HashMap負載因子，默認值為0.75f。

衡量HashMap是否進行Resize的條件如下：

HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor

1.擴容

創建一個新的Entry空數組，長度是原數組的2倍。

2.ReHash

遍歷原Entry數組，把所有的Entry重新Hash到新數組。為什麽要重新Hash呢？因為長度擴大以後，Hash的規則也隨之改變。

讓我們回顧一下Hash公式：

index = HashCode（Key） & （Length - 1）

當原數組長度為8時，Hash運算是和111B做與運算；新數組長度為16，Hash運算是和1111B做與運算。Hash結果顯然不同。

Resize前的HashMap：

Resize後的HashMap：

ReHash的Java代碼如下：

/**
 * Transfers all entries from current table to newTable.
 */
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {
        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;
 
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

註意：下面的內容十分燒腦，請小夥伴們坐穩扶好。

假設一個HashMap已經到了Resize的臨界點。此時有兩個線程A和B，在同一時刻對HashMap進行Put操作：

此時達到Resize條件，兩個線程各自進行Rezie的第一步，也就是擴容：

這時候，兩個線程都走到了ReHash的步驟。讓我們回顧一下ReHash的代碼：

假如此時線程B遍歷到Entry3對象，剛執行完紅框裏的這行代碼，線程就被掛起。對於線程B來說：

e = Entry3

next = Entry2

這時候線程A暢通無阻地進行著Rehash，當ReHash完成後，結果如下（圖中的e和next，代表線程B的兩個引用）：

直到這一步，看起來沒什麽毛病。接下來線程B恢復，繼續執行屬於它自己的ReHash。線程B剛才的狀態是：

e = Entry3

next = Entry2

當執行到上面這一行時，顯然 i = 3，因為剛才線程A對於Entry3的hash結果也是3。

我們繼續執行到這兩行，Entry3放入了線程B的數組下標為3的位置，並且e指向了Entry2。此時e和next的指向如下：

e = Entry2

next = Entry2

整體情況如圖所示：

接著是新一輪循環，又執行到紅框內的代碼行：

e = Entry2

next = Entry3

整體情況如圖所示：

接下來執行下面的三行，用頭插法把Entry2插入到了線程B的數組的頭結點：

整體情況如圖所示：

第三次循環開始，又執行到紅框的代碼：

e = Entry3

next = Entry3.next = null

最後一步，當我們執行下面這一行的時候，見證奇跡的時刻來臨了：

newTable[i] = Entry2

e = Entry3

Entry2.next = Entry3

Entry3.next = Entry2

鏈表出現了環形！

整體情況如圖所示：

此時，問題還沒有直接產生。當調用Get查找一個不存在的Key，而這個Key的Hash結果恰好等於3的時候，由於位置3帶有環形鏈表，所以程序將會進入死循環！

這種情況，不禁讓人聯想到一道經典的面試題：

漫畫算法：如何判斷鏈表有環？

1.Hashmap在插入元素過多的時候需要進行Resize，Resize的條件是

HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor。

2.Hashmap的Resize包含擴容和ReHash兩個步驟，ReHash在並發的情況下可能會形成鏈表環。

漫畫：高並發下的HashMap