ользуюCollection (аHashMap используется косвенным образом JPA, это так), но, видимо, случайным образом код бросаетConcurrentModificationException, Что вызывает это и как я могу решить эту проблему? Возможно, используя некоторую синхронизацию?

Вот полная трассировка стека:

Exception in thread "pool-1-thread-1" java.util.ConcurrentModificationException
        at java.util.HashMap$HashIterator.nextEntry(Unknown Source)
        at java.util.HashMap$ValueIterator.next(Unknown Source)
        at org.hibernate.collection.AbstractPersistentCollection$IteratorProxy.next(AbstractPersistentCollection.java:555)
        at org.hibernate.engine.Cascade.cascadeCollectionElements(Cascade.java:296)
        at org.hibernate.engine.Cascade.cascadeCollection(Cascade.java:242)
        at org.hibernate.engine.Cascade.cascadeAssociation(Cascade.java:219)
        at org.hibernate.engine.Cascade.cascadeProperty(Cascade.java:169)
        at org.hibernate.engine.Cascade.cascade(Cascade.java:130)