hashMap扩容时应该注意的死循环问题有哪些

前言：

HashMap是Java中常用的数据结构之一，它提供了快速的插入、查找和删除操作。它是基于哈希表实现的，通过将键映射到数组的索引位置来存储和访问数据。

在HashMap内部，数组被用作哈希桶，每个桶存储一条键值对的链表或红黑树。当存储的键值对数量超过一定阈值时，HashMap会自动进行扩容。在扩容过程中，需要重新计算每个键的哈希码，并将其分配到新的更大的桶数组中。

然而，扩容过程可能会引发一些潜在的问题，例如死循环。在本文中，我们将探讨在HashMap扩容时可能出现的死循环问题，并提供相应的解决方案。

死循环问题：

在HashMap的扩容过程中，可能会发生以下死循环问题：

1. 链表转化为红黑树时的环形链表：

Node loHead = null, loTail = null;
Node hiHead = null, hiTail = null;
Node next;
while (node != null) {
    next = node.next;
    if ((node.hash & oldCap) == 0) {
        if (loTail == null)
            loHead = node;
        else
            loTail.next = node;
        loTail = node;
    }
    else {
        if (hiTail == null)
            hiHead = node;
        else
            hiTail.next = node;
        hiTail = node;
    }
    node = next;
}
// … 省略其他代码

在上述代码中，链表中的节点在分离并分配到新的桶数组后，仍然保持对下一个节点的引用。然而，如果原始链表是个环形链表，那么在分离过程中将导致死循环。

2. 多线程环形链表概率较高：

for (Node next = e.next, p; next != null; e = next) {
    p = next;
    next = next.next;
    int i = p.hash & (n - 1);
    p.next = newTab[i];
    newTab[i] = p;
}

在并发情况下，多个线程同时触发扩容操作时，可能会出现多个环形链表。这是因为多个线程在分配新桶时，可能会访问相同的节点并使其成为新链表的一部分。这也会导致死循环的问题。

解决方案：

为了解决HashMap扩容时可能出现的死循环问题，可以采取以下方法：

1. 避免环形链表问题：

为了避免链表转化为红黑树时的环形链表问题，我们需要在分离节点时断开其与下一个节点的引用。可以在分离节点时，将其next引用设置为null，如下所示：

node.next = null;

2. 使用线程安全的扩容方法：

在并发情况下，为了避免多个线程同时触发扩容并导致环形链表问题，可以使用线程安全的扩容方法。Java 8之后的ConcurrentHashMap就使用了一种“树”的方式来避免环形链表，即当链表长度超过阈值时，会转化为红黑树而不是再继续扩容。

总结：

在HashMap扩容时，要注意可能出现的死循环问题。为了避免链表转化为红黑树时的环形链表问题，需要在分离节点时断开其与下一个节点的引用。同时，在并发情况下，可以考虑使用线程安全的扩容方法防止环形链表问题的发生。通过采取这些解决方案，可以确保HashMap在扩容过程中的正常运行。