HashMap 为什么线程不安全？
面试频率：★★★★★
工作频率：★★★★★
⚡30 秒速记（复习只看这里）
🟢 一句话
HashMap 线程不安全，因为多个线程同时修改数组、链表、红黑树时，没有同步控制，会导致数据覆盖、数据丢失。
🟡 HashMap 底层结构
JDK8：
数组（table）
↓
链表
↓
红黑树（链表长度 >= 8 且数组长度 >= 64）
🟠 三个核心概念
1. Hash 决定桶位置
hash(key)
↓
计算 index
↓
决定放数组哪个位置
2. 链表解决 Hash 冲突
多个 key：
hash 一样
↓
进入同一个桶
↓
形成链表
例如：
1号桶
↓
张三
↓
李四
↓
王五
3. 扩容会重新计算位置
扩容：
数组长度变大
↓
重新计算 index
↓
重新搬迁元素
hash 不变。
但是数组位置可能变化。
📚 完整知识
一、HashMap 底层结构
HashMap 本质：
数组 + 链表 + 红黑树
结构：
table
0
1 ──> Node
|
↓
Node
2
3 ──> Node
数组中的每一个位置叫：
桶（bucket）
二、put("张三") 发生了什么？
执行：
map.put("张三", 1);
流程：
key
↓
hash()
↓
计算数组下标 index
↓
找到桶
↓
没有元素
↓
直接放入
例如：
数组
0
1 ──> 张三
2
3
三、为什么需要链表？
因为可能出现 Hash 冲突。
例如：
张三.hash()
↓
1号桶
李四.hash()
↓
也是1号桶
如果直接覆盖：
张三 ❌
李四
数据丢失。
所以：
使用链表。
变成：
1号桶
↓
张三
↓
李四
四、扩容（resize）是什么？
当 HashMap 元素太多：
数组容量不够。
例如：
扩容前：
数组长度 = 4
0
1 ──> 张三
|
↓
李四
2
3 ──> 王五
HashMap 创建更大的数组：
数组长度 = 8
0
1
2
3
4
5
6
7
然后：
把旧数组里的元素重新计算位置。
这个过程：
叫搬迁。
五、扩容后 hash 会变化吗？
不会。
例如：
张三.hashCode()
扩容前：
123456
扩容后：
123456
hash 不变。
变化的是：
数组下标。
例如：
扩容前：
index = hash % 4
123456 % 4
↓
1号桶
扩容后：
index = hash % 8
123456 % 8
↓
5号桶
所以：
hash 一样，但是位置可能不同。
六、头插法是什么？（JDK1.7）
注意：
头插法针对的是：
同一个桶里面的链表。
不是整个 HashMap。
例如：
原链表：
1号桶
张三
↓
李四
↓
王五
搬迁时：
先搬张三：
张三
再搬李四：
放链表头：
李四
↓
张三
再搬王五：
继续放头：
王五
↓
李四
↓
张三
特点：
新元素插入链表头部。
七、尾插法是什么？（JDK1.8）
JDK8 改成尾插法。
例如：
原：
张三
↓
李四
↓
王五
搬迁：
保持顺序：
张三
↓
李四
↓
王五
不会反转。
八、为什么 JDK1.7 扩容会死循环？
原因：
多线程同时扩容。
JDK1.7：
使用头插法。
两个线程：
同时修改链表 next 指针。
可能形成：
张三
↓
李四
↓
王五
↑ |
|______|
形成环。
之后：
执行：
map.get(key)
遍历链表：
张三
↓
李四
↓
王五
↓
张三
↓
李四
...
永远结束不了。
导致：
CPU 100%。
九、为什么 JDK1.8 还线程不安全？
虽然：
JDK8 修复了死循环。
但是：
仍然存在：
1. 数据覆盖
两个线程同时 put：
线程A 写入
↓
线程B覆盖
↓
A的数据丢失
2. 数据丢失
扩容过程中：
多个线程同时修改数组。
可能导致：
部分数据没有迁移成功。
所以：
HashMap：
❌ 多线程环境不能直接使用。
十、ConcurrentHashMap 为什么安全？
ConcurrentHashMap：
JDK8：
主要使用：
CAS
+
synchronized
保证并发修改安全。
相比：
Collections.synchronizedMap()
性能更好。
💼 工作场景
错误：
Map<String,Object> cache =
new HashMap<>();
多个线程：
put()
get()
高并发情况下：
可能：
数据异常
偶发Bug
数据丢失
正确：
单线程：
HashMap
多线程：
ConcurrentHashMap
🎤 面试回答（30秒）
HashMap 是线程不安全的，因为它内部使用数组加链表或者红黑树结构存储数据，在多线程环境下多个线程同时执行 put、resize 等操作时，没有同步机制保护，可能导致数据覆盖和数据丢失。JDK1.7 扩容时采用头插法，多线程情况下可能形成环形链表导致死循环。JDK1.8 改成尾插法解决了死循环问题，但是 HashMap 仍然不是线程安全的，所以并发场景一般使用 ConcurrentHashMap。
🎯 面试追问
Q1：Hash 决定什么？
答：
决定数组桶的位置。
不是决定链表顺序。
Q2：链表什么时候出现？
答：
多个 key 经过 hash 后进入同一个数组位置，也就是发生 Hash 冲突。
Q3：扩容后两个元素还在一起吗？
答：
不一定。
hash 不变。
但是数组长度变化，index 重新计算。
可能分开。
Q4：头插法插在哪里？
答：
插入同一个桶里的链表头部。
不是数组头。
Q5：为什么 JDK8 不会死循环？
答：
因为改成尾插法，避免扩容时链表顺序反转导致环形成。
⚠️ 工作踩坑
✅ 多线程缓存使用 HashMap
问题：
数据异常。
✅ 认为 JDK8 HashMap 线程安全
错误。
JDK8 只是解决扩容死循环。
✅ 不了解 Hash 冲突
误以为：
一个 hash 对应一个元素。
实际上：
多个元素可能进入同一个桶。
❓ 自测
-
HashMap 底层结构是什么？
-
为什么需要链表？
-
hash 一样，扩容后位置一定一样吗？
-
什么是搬迁？
-
头插法插的是哪里？
-
JDK1.7 为什么会死循环？
-
JDK1.8 为什么仍然线程不安全？
-
多线程环境为什么用 ConcurrentHashMap？