【面试官】HashMap为什么线程不安全？

• 面试官：你说下HashMap的内部结构？
• 面试官：那一个键值是怎么存储到HashMap的？
• 面试官：HashMap链表还会转换成什么？
• 面试官：HashMap为什么线程不安全？
• 面试官：有线程安全的Map吗？
• 面试官：HashTable和ConcurrentHashMap有什么区别吗？

大家好，我是南哥。

一个Java学习与进阶的领路人，跟着南哥我们一起Java成长。

文章目录

1. HashMap内部结构
   1. 键值的添加流程
   2. 红黑树
2. 线程安全的Map
   1. 线程不安全的HashMap
   2. 线程安全的ConcurrentHashMap
   3. HashTable和ConcurrentHashMap

1. HashMap内部结构

面试官：你说下HashMap的内部结构？

好的面试官。

HashMap内部存储数据的对象是一个实现Entry接口的Node数组，也称为哈希桶transient Node<K,V>[] table，后面我们称Node数组为Entry数组。Entry数组初始的大小是16。

Node节点的内部属性key、value分别代表键和值，hash代表key的hash值，而next则是指向下一个链表节点的指针。

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;
}

1.1 键值的添加流程

面试官：那一个键值是怎么存储到HashMap的？

首先会调用hash方法计算key的hash值，通过key的hashCode值与key的hashCode高16位进行异或运算，使hash值更加随机与均匀。

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

再通过该hash值与Entry数组的长度相与，得到要存储到的索引位置int index = (table.length - 1) & hash。如果该索引位置是空的，会把键值直接添加到表头，如果哈希冲突了则会用链表法形成一条链表。

数据添加后，会判断当前容量是否到达了threshold阈值，threshold等于负载因子loadFactor * table.length。负载因子默认是0.75，threshold第一次扩容时为0.75 * 16 = 12。

如果到达阈值了则会对Entry数组进行扩容，扩容成为原来两倍容量的Entry数组。

1.2 红黑树

面试官：HashMap链表还会转换成什么？

当链表长度 >= 8时，会把链表转换为红黑树。

是这样的，HashMap的链表元素如果数量过多，查询效率会越来越低，所以需要将链表转换为其他数据结构。而二叉搜索树这种数据结构是绝对的子树平衡，左节点比父节点小，右节点比父节点大，在极端情况会退化为链表结构。

而红黑树放弃了绝对的子树平衡，转而追求的是一种大致平衡，在极端情况下的数据查询效率更优。

static final class TreeNode<K,V> exten