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Java HashMap.get(Object) 无限循环

coder 2023-05-17 原文

关于 SO 的一些答案提到，如果没有正确同步(通常底线是“不要使用 HashMap在多线程环境中，使用 ConcurrentHashMap")。

虽然我可以很容易地看出为什么对 HashMap.put(Object) 方法的并发调用会导致无限循环，但我不太明白为什么 get(Object) 方法在尝试读取 HashMap 时会卡住在那一刻正在调整大小。我看了this one它包含一个循环，但退出条件 e != null 迟早应该满足。怎么可能永远循环？ 明确提到易受此问题影响的一段代码是:

public class MyCache {
    private Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();

    public synchronized void put(String key, Object value){
        map.put(key,value);
    }

    public Object get(String key){
        // can cause in an infinite loop in some JDKs!!
        return map.get(key);
    }
}

谁能解释一个线程将一个对象放入 HashMap 和另一个读取它的线程如何以生成无限循环的方式交错？是否与某些缓存一致性问题或 CPU 指令重新排序有关(所以问题只能发生在多处理器机器上)？

最佳答案

您的链接适用于 Java 6 中的 HashMap。它在 Java 8 中被重写。在此重写之前，如果有两个写入线程，则 get(Object) 上的无限循环是可能的。我不知道 get 上的无限循环可以通过单个编写器发生的方式。

具体来说，当有两个同时调用 resize(int) 并调用 transfer 时，就会发生无限循环。 :

 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;
         }
     }
 }

这个逻辑颠倒了哈希桶中节点的顺序。两个同时反转可以形成一个循环。

看看:

             e.next = newTable[i];
             newTable[i] = e;

如果两个线程正在处理同一个节点e，那么第一个线程正常执行但第二个线程设置e.next = e，因为newTable[i ] 已被第一个线程设置为 e。 e 节点现在指向自己，当 get(Object) 被调用时，它进入一个无限循环。

在 Java 8 中，调整大小保持节点顺序，因此不会以这种方式发生循环。但您可能会丢失数据。

LinkedHashMap 类的迭代器在维护访问顺序时，如果有多个读取器且没有写入器，则可能会陷入无限循环。使用多个读取器和访问顺序，每次读取都会从节点的双链表中删除然后插入访问的节点。多个读取器可能导致同一节点多次重新插入到列表中，从而导致循环。再次为 Java 8 重写了该类，我不知道这个问题是否仍然存在。

关于Java HashMap.get(Object) 无限循环，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/35534906/

HashMapObjectcode读取器javamultithreadingconcurrency

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