面试题：Java中HashMap在并发环境下可能出现的问题及原因

Question

请简述在多线程并发访问HashMap时，可能会出现哪些问题，并分析这些问题产生的原因。

Answer 1

问题

1. 数据丢失：当多个线程同时对HashMap进行put操作时，可能会导致部分数据丢失。
2. 死循环：在HashMap扩容时，多线程并发操作可能会形成环形链表，进而导致死循环，使程序CPU占用率飙升。
3. 获取到null值：在多线程环境下，当一个线程正在对HashMap进行结构修改（如put、remove），另一个线程进行get操作时，可能会获取到null值，即使该键对应的值实际上不为null。

原因

1. 数据丢失：HashMap不是线程安全的，在多线程环境下，不同线程的put操作可能会相互覆盖。例如，线程A和线程B同时计算要插入的位置，然后线程A先插入了数据，线程B随后插入，由于它们计算的位置相同，线程B的数据就覆盖了线程A的数据。
2. 死循环：在JDK1.7及之前版本的HashMap扩容机制中，需要重新计算元素在新数组中的位置并移动元素。多线程并发扩容时，可能会导致元素的移动顺序混乱，从而形成环形链表。在后续的get操作遍历链表时，就会陷入死循环。
3. 获取到null值：在多线程操作HashMap时，由于没有同步机制，当一个线程对HashMap的结构进行修改时（如resize操作改变了数组结构），另一个线程可能正在读取数据，此时可能会读到未完全更新的数据，导致获取到null值。