不止 JDK7 的 HashMap， JDK8 的 ConcurrentHashMap 也会造成 CPU 100%

大家可能都听过 JDK7 中的 HashMap 在多线程环境下可能造成 CPU 100%的现象，这个由于在扩容的时候 put 时产生了死链，由此会在 get 时造成了 CPU 100%。这个问题在 JDK8 中的 HashMap 获得了解决。其实 JDK7 中的 HashMap 在多线程环境下不止只有 CPU 100%这一共怪异现象，它还可能造成插入的数据丢失，有兴趣的读者可以自行了解下。

对于 HashMap 多线程的问题，我们通常会这么反问：HashMap 设计上就不是多线程安全的，何必要去在多线程环境下用呢？的确如此，我们不会傻到显式的在多线程环境下调用，但是又可能在你所关注的视角范围外是多线程的，其隐式地让 HashMap 置于多线程环境下了，这个又难以一下子察觉到。再者，对于 HashMap 多线程的问题，我们很多时候推荐使用 ConcurrentHashMap 来代替 HashMap 应用于多线程的环境，很不巧的是 ConcurrentHashMap 也有可能会造成 CPU 100%的异常现象。这个怪异现象存在于 JDK8 的 ConcurrentHashMap 中，在 JDK9 中已经得到修复，可以参见： https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8062841

什么情况下 JDK8 的 ConcurrentHashMap 会出现这个 Bug 呢？首先我们来运行一下这段代码：

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.computeIfAbsent("AaAa",
        key -> map.computeIfAbsent("BBBB", key2 -> "value"));

你会惊奇的发现这个程序一直处于 Running 状态，我们通过 top -Hp [pid]命令查看到其中一个线程的 CPU 使用率接近 100%，参考下图：

可以看到 pid 为 31417 的东东，我们再通过 jstack -l [pid]命令查看到对应的线程为：

注意将 nid=0x7ab9 的 16 进制转为 10 进制就是 31417。可以看到问题是发生在了 computeIfAbsent 方法中，我们将示例中的程序换成下面这段程序也会同样出现 CPU 100%的 Bug：

map.computeIfAbsent("AaAa",
        (String key) -> {
            map.put("BBBB", "value");
            return "value";
        });

问题的关键在于递归使用了 computeIfAbsent 方法，笔者在 stackoverflow 上还搜索到了同类型的问题，下面的示例程序中调用 fibonacci 方法同样也会造成 CPU 100%.

static Map<Integer, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Fibonacci result for 20 is" + fibonacci(20));
}

static int fibonacci(int i) {
    if (i == 0)
        return i;

    if (i == 1)
        return 1;

    return concurrentMap.computeIfAbsent(i, (key) -> {
        System.out.println("Value is " + key);
        return fibonacci(i - 2) + fibonacci(i - 1);
    });
}

至于为什么会发生这个 BUG，答案就在 ConcurrentHashMap 中的 computeIfAbsent 方法中，自己去捞吧，嘿嘿。或者等我下一篇 怎么规避这个问题呢？只要不在递归中使用 computeIfAbsent 方法就好啦，或者降级用可爱的分段锁，或者升级 JDK9~

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