HashMap为什么线程不安全?4大原因详解

HashMap为什么线程不安全?4大原因详解-mikechen

我们都知道HashMap是线程不安全的,但是HashMap为什么不安全的具体原因有哪些?很多不清楚,下面重点详解。

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HashMap是线程不安全的主要原因是多线程环境下可能出现的竞态条件,线程不安全的原因主要包含如下4个:

1.多线程修改元素会出现不安全

在并发环境下,如果多个线程同时对HashMap进行修改操作,例如:添加、删除或修改元素,可能会导致数据结构出现冲突,最终可能会导致数据不一致或丢失。

这是因为多个线程在同一时间可能会尝试修改同一个桶(bucket)中的数据,而在修改过程中,可能会丢失某些数据或者覆盖其他线程修改的数据,从而导致数据不一致。

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2.多线程并发扩容会出现不安全

HashMap 在达到一定容量时需要进行扩容,扩容过程需要重新计算哈希值,重新分配存储位置等操作。

如果在扩容过程中有多个线程同时进行插入或删除操作,就可能导致数据结构混乱,甚至死循环等问题。

 

3.Hash冲突出现不安全问题

HashMap底层实现原理,内部使用数组和链表(或红黑树)的数据结构来实现键值对的存储和查找。

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在对数组进行插入或删除操作时,可能会出现 Hash 冲突,即不同的键值对可能会被映射到数组的同一个位置上,这就需要通过链表或红黑树来解决冲突。

而当多个线程同时进行插入或删除操作时,可能会导致链表或红黑树的结构被破坏,从而导致数据丢失或出现异常。

 

4.线程之间的可见性不安全问题

由于 HashMap 不是线程安全的,因此多个线程可能会同时访问同一个 HashMap 实例。

而当一个线程对 HashMap 进行修改时,其他线程可能无法立即看到这些修改,这就可能导致数据不一致的问题。

为了解决 HashMap 的线程安全问题,可以使用 ConcurrentHashMap,它使用了锁分段技术、CAS、 volatile 变量来保证线程安全和数据可见性。

但是,这些技术也会带来一些额外的开销,所以在非高并发场景下,HashMap可能会比ConcurrentHashMap更快。

作者简介

陈睿|mikechen,10年+大厂架构经验,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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