漫画：高并发下的HashMap
上一期我们介绍了HashMap的基本原理。
这一期我们来讲解高并发环境下，HashMap可能出现的致命问题。
HashMap的容量是有限的。当经过多次元素插入，使得HashMap达到一定饱和度时，Key映射位置发生冲突的几率会逐渐提高。
这时候，HashMap需要扩展它的长度，也就是进行Resize。
影响发生Resize的因素有两个：
1.Capacity
HashMap的当前长度。上一期曾经说过，HashMap的长度是2的幂。
2.LoadFactor
HashMap负载因子，默认值为0.75f。
衡量HashMap是否进行Resize的条件如下：
HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor
1.扩容
创建一个新的Entry空数组，长度是原数组的2倍。
2.ReHash
遍历原Entry数组，把所有的Entry重新Hash到新数组。为什么要重新Hash呢？因为长度扩大以后，Hash的规则也随之改变。
让我们回顾一下Hash公式：
index = HashCode（Key） & （Length- 1）
当原数组长度为8时，Hash运算是和111B做与运算；新数组长度为16，Hash运算是和1111B做与运算。Hash结果显然不同。
Resize前的HashMap：
Resize后的HashMap：
ReHash的Java代码如下：
/**
* Transfers all entries from current table to newTable.
*/
voidtransfer(Entry[] newTable,booleanrehash) {
intnewCapacity = newTable.length;
for(Entry e :table) {
while(null!= e) {
Entry next = e.next;
if(rehash) {
e.hash=null== e.key?0: hash(e.key);
}
inti =indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next= newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
注意：下面的内容十分烧脑，请小伙伴们坐稳扶好。
假设一个HashMap已经到了Resize的临界点。此时有两个线程A和B，在同一时刻对HashMap进行Put操作：
此时达到Resize条件，两个线程各自进行Rezie的第一步，也就是扩容：
这时候，两个线程都走到了ReHash的步骤。让我们回顾一下ReHash的代码：
假如此时线程B遍历到Entry3对象，刚执行完红框里的这行代码，线程就被挂起。对于线程B来说：
e = Entry3
next = Entry2
这时候线程A畅通无阻地进行着Rehash，当ReHash完成后，结果如下（图中的e和next，代表线程B的两个引用）：
直到这一步，看起来没什么毛病。接下来线程B恢复，继续执行属于它自己的ReHash。线程B刚才的状态是：
e = Entry3
next = Entry2
当执行到上面这一行时，显然 i = 3，因为刚才线程A对于Entry3的hash结果也是3。
我们继续执行到这两行，Entry3放入了线程B的数组下标为3的位置，并且e指向了Entry2。此时e和next的指向如下：
e = Entry2
next = Entry2
整体情况如图所示：
接着是新一轮循环，又执行到红框内的代码行：
e = Entry2
next = Entry3
整体情况如图所示：
接下来执行下面的三行，用头插法把Entry2插入到了线程B的数组的头结点：
整体情况如图所示：
第三次循环开始，又执行到红框的代码：
e = Entry3
next = Entry3.next = null
最后一步，当我们执行下面这一行的时候，见证奇迹的时刻来临了：
newTable[i] =Entry2
e = Entry3
Entry2.next = Entry3
Entry3.next = Entry2
链表出现了环形！
整体情况如图所示：
此时，问题还没有直接产生。当调用Get查找一个不存在的Key，而这个Key的Hash结果恰好等于3的时候，由于位置3带有环形链表，所以程序将会进入死循环！
这种情况，不禁让人联想到一道经典的面试题：
1.Hashmap在插入元素过多的时候需要进行Resize，Resize的条件是
HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor。
2.Hashmap的Resize包含扩容和ReHash两个步骤，ReHash在并发的情况下可能会形成链表环。
