为什么HashMap会产生死循环？

HashMap死循环是一个比较常见、也是比较经典的面试题，在大厂的面试中也经常被问到。HashMap的死循环问题只在JDK1.7版本中会出现，主要是HashMap自身的工作机制，再加上并发操作，从而导致出现死循环。JDK1.8以后，官方彻底解决了这个问题。

1、数据插入原理

在分析原因之前，我先带大家了解一下JDK1.7中HashMap插入数据的原理，来看动画演示：

由于JDK 1.7中HashMap的底层存储结构采用的是数组 加 链表的方式。

而HashMap在数据插入时又采用的是头插法，也就是说新插入的数据会从链表的头节点进行插入。

因此，HashMap正常情况下的扩容就是是这样一个过程。我们来看，旧HashMap的节点会依次转移到新的HashMap中，旧HashMap转移链表元素的顺序是A、B、C，而新HashMap使用的是头插法插入，所以，扩容完成后最终在新HashMap中链表元素的顺序是C、B、A。

2、导致死循环的原因

接下来，我通过动画演示的方式，带大家彻底理解造成HashMap死循环的原因。我们按以下三个步骤来还原并发场景下HashMap扩容导致的死循环问题：

第一步：线程启动，有线程T1和线程T2都准备对HashMap进行扩容操作， 此时T1和T2指向的都是链表的头节点A，而T1和T2的下一个节点分别是T1.next和T2.next，它们都指向B节点。

第二步：开始扩容，这时候，假设线程T2的时间片用完，进入了休眠状态，而线程T1开始执行扩容操作，一直到线程T1扩容完成后，线程T2才被唤醒。

T1完成扩容之后的场景就变成动画所示的这样。

因为HashMap扩容采用的是头插法，线程T1执行之后，链表中的节点顺序发生了改变。但线程T2对于发生的一切还是不可知的，所以它指向的节点引用依然没变。如图所示，T2指向的是A节点，T2.next指向的是B节点。

当线程T1执行完成之后，线程T2恢复执行时，死循环就发生了。

因为T1执行完扩容之后，B节点的下一个节点是A，而T2线程指向的首节点是A，第二个节点是B，这个顺序刚好和T1扩容之前的节点顺序是相反的。T1执行完之后的顺序是B到A，而T2的顺序是A到B，这样A节点和B节点就形成了死循环。

3、解决方案

避免HashMap发生死循环的常用解决方案有三个： 1)、使用线程安全的ConcurrentHashMap替代HashMap，个人推荐使用此方案。

2)、使用线程安全的容器Hashtable替代，但它性能较低，不建议使用。

3)、使用synchronized或Lock加锁之后，再进行操作，相当于多线程排队执行，也会影响性能，不建议使用。

4、总结

HashMap死循环只发生在JDK1.7版本中，主要原因是JDK1.7中的HashMap，在头插法 加 链表 加 多线程并发 加 扩容这几个情形累加到一起就会形成死循环。多线程环境下建议采用ConcurrentHashMap替代。在JDK1.8中，HashMap改成了尾插法，解决了链表死循环的问题。

以上就是关于HashMap死循环原因的分析。