标签：Java Iterator ArrayList fast modCount add remove fail
简介
fail-fast 机制，即快速失败机制，是 Java 集合(Collection)中的一种错误检测机制，检测在迭代期间集合被修改的情况。fail-fast 机制并不保证在不同步的修改下一定会抛出异常，它只是尽最大努力去抛出，所以这种机制一般仅用于检测 bug。
示例
在集合中，当直接使用 Iterator 迭代（而不是通过 for-each 循环间接使用），对正在被迭代的集合进行结构上的改变（即对该集合使用 add、remove 或 clear 等方法），那么迭代器就不再合法，发生 fail-fast，抛出 ConcurrentModificationException 异常。
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);list.add(2);list.add(3);
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
list.add(4);// 引起fail-fast
}
}
}
原理
由以上示例，我们通过 ArrayList 中的 Iterator 来剖析 fail-fast 机制原理，分析 ArrayList 中的 Iterator 如何实现 fail-fast 机制，如何抛出 ConcurrentModificationException 异常。
调用 iterator() 获取 Iterator 对象
它会返回一个 Itr 类的对象，而 Itr 类是 ArrayList 的内部类，实现了 Iterator 接口。
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();// 返回一个Iterator对象
}
Itr 类的成员变量 expectedModCount
cursor 和 lastRet 都很好理解，我们需要重点关注 expectedModCount，在此之前，我们先搞清楚 modCount 是什么？
modCount 是 ArrayList 的一个成员变量，在 ArrayList 被创建即存在并初始化，modCount 含义为记录从创建后 ArrayList 的修改次数，add、remove 、clear 等方法都会引起 modCount 值的增加。
在创建了 Itr 对象时，将 modCount 储存在数据域 expectedModCount 中，可以理解为保存 ArrayList 当前状态。
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // 下一个返回元素的索引，开始为0
int lastRet = -1; // 最近返回的元素的索引，没有则为-1
int expectedModCount = modCount;
......
}
public E remove(int index) {// ArrayList的remove方法（截取）
......
modCount++;// 每次调用都会增加modCount的值
......
}
Itr 类的成员函数 checkForComodification()
Itr 类中有一个 checkForComodification() 方法，专门用于检测最新的 modCount 是否等于 expectedModCount，经过前面的分析，可以知道在 ArrayList 进行add，remove，clear 等涉及到修改集合结构的操作时，modCount 就会发生改变(modCount++)，所以当使用迭代器时改变集合结构或多线程环境中操作集合，就会使 modCount 发生变化，这样在 checkForComodification 方法中就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
这样即可检测 ArrayList 的状态是否改变过，如果状态改变就抛出 ConcurrentModificationException 异常，这样即实现了fail-fast 机制，通过源码可以看出，每一次 next 和 remove 的调用都会调用 checkForComodification 进行检测。
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
public E next() {
......
checkForComodification();
......
}
public void remove() {
......
checkForComodification();
......
}
避免 fail-fast
单线程环境
在单线程的遍历过程中，如果要进行 add、remove 等操作，调用迭代器的 add、remove 方法而不是集合类的 add、remove 方法。
多线程环境
在多线程环境中使用 Java 并发包(java.util.concurrent)中对应的类来代替 ArrayList 和 HashMap。
比如使用 CopyOnWriterArrayList 代替 ArrayList，使用 ConcurrentHashMap 代替 HashMap。
标签：Java,Iterator,ArrayList,fast,modCount,add,remove,fail 来源： https://www.cnblogs.com/Acx7/p/15835628.html
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