HashMap为什么线程不安全？

JDK1.7 及之前版本，在多线程环境下，HashMap 扩容时会造成死循环和数据丢失的问题。

死循环问题：

这是由于当一个桶位中有多个元素需要进行扩容时，多个线程同时对链表进行操作，头插法可能会导致链表中的节点指向错误的位置，从而形成一个环形链表，使得查询元素的操作陷入死循环而无法结束

为解决这个问题，JDK1.8版本的HashMap 采用了尾插法而不是头插法来避免链表倒置，使得插入的节点永远都是放在链表的末尾，避免了链表中的环形结构。

但是还是不建议在多线程下使用 HashMap，因为多线程下使用 HashMap 还是会存在数据覆盖的问题。并发环境下，推荐使用 ConcurrentHashMap 。

 数据丢失问题在 JDK1.7 和 JDK 1.8 中都存在，这里以 JDK1.8 为例。

JDK1.8 后，在 HashMap 中，多个键值对可能会被分配到同一个桶，并以链表或红黑树的形式存储。多个线程对 HashMap 的 put 操作会导致线程不安全，具体来说会有数据覆盖的风险。

举个例子：

• 两个线程 1,2 同时进行 put 操作，并且发生了哈希冲突（hash 函数计算出的插入下标是相同的）
• 不同的线程可能在不同的时间片获得 CPU执行的机会，当前现场 1 执行完哈希冲突判断后，由于时间片耗尽挂起。线程 2 先完成了插入操作。
• 随后，线程 1 获得时间片，由于之前已经进行过 hash 碰撞的判断，所以此时会直接进行插入，这就导致线程2插入的数据被线程 1 覆盖了。

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
 
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
    // ...
    // 判断是否出现 hash 碰撞
    // (n - 1) & hash 确定元素存放在哪个桶中，桶为空，新生成结点放入桶中(此时，这个结点是放在数组中)
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    // 桶中已经存在元素（处理hash冲突）
    else {
    // ...
}

还有一种情况是这两个线程同时 put 操作导致 size 的值不正确，进而导致数据覆盖的问题：

1. 线程 1 执行 if (++size > threshold) 判断时，假设获得 size 的值为 10，由于时间片耗尽挂起
2. 线程 2 也执行 if (++size > threshold) 判断，获得 size 的值也为 10，并将元素插入到该桶中，并将 size 的值更新为 11.
3. 随后，线程 1 获得时间片，它也将元素放入桶中，并将 size 的值更新为 11.
4. 线程 1 ， 2 都执行了一次 put 操作，但是 size 的值只增加了 1 ，也就导致实际上只有一个元素被添加到了 HashMap 中。
    

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
 
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
    // ...
    // 实际大小大于阈值则扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    // 插入后回调
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

所以在并发操作中一般不使用 HashMap ，如果需要使用 Map 的话 可以使用 CurrentHashMap。