阿里二面：hashmap如果只有一个写其他全读会出什么问题，了解吗

豪雅

在许多编程语言中，hashmap（哈希表）是一种常见的数据结构，它提供了一个快速的键值对查找方式。在一个多线程环境中，当一个线程在hashmap中写入数据，而其他线程在同时读取数据时，会出现一些问题。本篇博客将介绍hashmap在这种情况下可能出现的问题，并提供一些代码示例来帮助理解。

哈希表是一种数据结构，它通过将键映射到特定的桶（bucket）来实现快速查找。通常，哈希表会使用一个哈希函数将键映射到一个数字索引，这个索引对应着哈希表中的一个桶。每个桶可以存储一个或多个键值对。
下面是一个示例的哈希表，其中包含了四个键值对。
++| key1 | val1 |++| key2 | val2 |++| key3 | val3 |++| key4 | val4 |++假设这个哈希表使用简单的模数算法将键映射到桶，我们可以使用下面的公式计算桶的索引：
bucket_index = key % num_buckets在这个公式中，key是我们要插入或查找的键，num_buckets是哈希表中的桶的数量。这个公式使用%运算符将键映射到一个在0到num_buckets-1之间的整数。例如，如果num_buckets为4，则键key1将被映射到桶2中，键key2将被映射到桶0中。
当多个线程同时访问哈希表时，就会出现线程安全问题。在一个线程向哈希表中插入一个新的键值对时，其他线程可能正在读取哈希表中的数据。如果多个线程同时访问同一个桶，就会出现竞争条件（race condition），可能导致数据的丢失或损坏。
下面是一个使用Java的HashMap类的示例代码，其中一个线程在向哈希表中插入数据，而另一个线程在同时读取数据。这段代码中，我们使用put方法向哈希表中插入一个键值对，使用get方法从哈希表中读取数据。

import java.util.HashMap;public class HashMapExample {public staticvoid main(String args) {final HashMap map = new HashMap;// Thread 1new Thread( -> {map.put("key", 1);}).start;// Thread 2new Thread( -> {System.out.println(map.get("key"));}).start在这段代码中，Thread 1向哈希表中插入了一个键值对("key", 1)，而Thread 2则在同时读取哈希表中的数据。然而，由于HashMap不是线程安全的，因此在这个示例中可能会发生数据损坏或丢失的问题。
假设Thread 1先执行，它将("key", 1)插入到哈希表中，使用模数算法计算出了桶的索引。然后，Thread 2开始执行，它调用了get方法来读取哈希表中的数据。由于哈希表没有锁定，Thread 2可能会在Thread 1之前读取到哈希表中的数据。在这种情况下，Thread 2读取到的数据可能是旧的或损坏的，因为它没有考虑到Thread 1已经向哈希表中插入了一个新的键值对。
为了解决哈希表的线程安全问题，我们可以使用以下两种方法之一：
1. 使用同步锁
我们可以使用同步锁（synchronized）来保护哈希表，在同一时间只允许一个线程访问它。在Java中，我们可以使用synchronized关键字来锁定哈希表。下面是一个使用同步锁的示例代码：
import java.util.HashMap;public class HashMapExample {public static void main(String args) {final HashMap map = new HashMap;// Thread 1new Thread( -> {synchronized (map) {map.put("key", 1);}}).start;// Thread 2new Thread( -> {synchronized (map) {System.out.println(map.get("key"));}}).start;}}在这个示例代码中，我们使用synchronized关键字锁定了map对象。在Thread 1中，我们使用synchronized块来保护map对象，以便只有一个线程可以同时访问它。在Thread 2中，我们使用相同的方式来保护map对象，以便只有一个线程可以同时访问它。
2. 使用线程安全的哈希表
另一种解决哈希表线程安全问题的方法是使用线程安全的哈希表，例如ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap是一个线程安全的哈希表，它使用锁分段技术来保证并发访问的正确性。在ConcurrentHashMap中，不同的桶可以由不同的线程同时访问，因此它的性能比使用同步锁的方式更好。
下面是一个使用ConcurrentHashMap的示例代码：
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;public class ConcurrentHashMapExample {public static void main(String args) {final ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap;// Thread 1new Thread(在这个示例代码中，我们使用了ConcurrentHashMap类代替了HashMap类。与HashMap不同，ConcurrentHashMap是一个线程安全的哈希表。因此，在Thread 1中，我们可以使用put方法向ConcurrentHashMap中插入键值对，而在Thread 2中，我们可以使用get方法读取ConcurrentHashMap中的数据，而无需使用同步锁来保护它。

在本文中，我们探讨了HashMap不是线程安全的原因，以及可能会导致的数据损坏或丢失的问题。我们还介绍了两种解决HashMap线程安全问题的方法：使用同步锁和使用线程安全的哈希表。使用同步锁可以保证数据的正确性，但可能会导致性能下降。使用线程安全的哈希表可以提高性能，但也可能会增加内存使用量。因此，在使用哈希表时，我们需要根据具体情况选择合适的解决方案。
希望本文能够帮助您更好地理解HashMap的线程安全问题以及如何解决它。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0nP5mQkf
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