集合的并发修改问题

CAMELLIA2024-06-112024-06-11

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集合的并发修改问题

在 Java 中，集合在迭代时可以通过集合自身的方法（如 remove 方法）或者通过迭代器的 remove 方法来删除元素。这两种删除元素的方法在使用上有明显的区别，尤其是在迭代过程中。

一、集合删除元素和迭代器删除元素的区分

1.1 使用集合方法删除元素

当你在遍历集合时，直接使用集合的 remove 方法来删除元素会导致 ConcurrentModificationException。这是因为集合的 remove 方法会改变集合的结构，而在迭代过程中，修改集合的结构会使迭代器失效。

 @Test
public void testIteratorRemove(){
    //创建集合对象
    Collection<String> col = new ArrayList<>();
    col.add("hello");
    col.add("world");
    col.add("java");
    //迭代集合，删除集合中的某个元素。
    Iterator<String> it = col.iterator();
    while (it.hasNext()){
        String next = it.next();
        if("world".equals(next))col.remove(next);  // 会抛出 ConcurrentModificationException
        System.out.println(next);
    }
}

使用集合删除元素时，迭代器并不知情。

1.2 使用迭代器删除元素

相比之下，使用迭代器的 remove 方法在迭代过程中删除元素是安全的。迭代器维护了一个内部的状态来跟踪集合的结构修改，因此可以正确处理删除操作。

 @Test
public void testIteratorRemove(){
    //创建集合对象
    Collection<String> col = new ArrayList<>();
    col.add("hello");
    col.add("world");
    col.add("java");
    //迭代集合，删除集合中的某个元素。
    Iterator<String> it = col.iterator();
    while (it.hasNext()){
        String next = it.next();
        if(next.equals("world"))it.remove();
        System.out.println(next);
    }
}

1.3 区别总结

并发修改检查：
- 集合方法：在迭代过程中使用集合的 remove 方法会导致 ConcurrentModificationException。
- 迭代器方法：迭代器的 remove 方法在迭代过程中删除元素是安全的，因为它处理了并发修改的情况。
操作便捷性：
- 集合方法：直接调用集合的方法可能更直观和简单，但在迭代过程中不安全。
- 迭代器方法：使用迭代器的 remove 方法需要额外创建迭代器对象，但它能保证在迭代过程中安全删除元素。
一致性：
- 集合方法：直接修改集合结构会导致迭代器状态不一致。
- 迭代器方法：迭代器的 remove 方法确保了迭代器和集合的一致性。

二、fail-fast 机制

fail-fast机制又被称为：快速失败机制。也就是说只要程序发现了程序对集合进行了并发修改。就会立即让其失败，以防出现错误。

2.1 fail-fast 机制如何实现？

集合中设置了一个modCount属性，用来记录修改次数，使用集合对象执行增，删，改中任意一个操作时，modCount就会自动加1。
获取迭代器对象的时候，会给迭代器对象初始化一个expectedModCount属性。并且将expectedModCount初始化为modCount，即：int expectedModCount = modCount;
当使用集合对象删除元素时：modCount会加1。但是迭代器中的expectedModCount不会加1。而当迭代器对象的next()方法执行时，会检测expectedModCount和modCount是否相等，如果不相等，则抛出：ConcurrentModificationException异常。
当使用迭代器删除元素的时候：modCount会加1，并且expectedModCount也会加1。这样当迭代器对象的next()方法执行时，检测到的expectedModCount和modCount相等，则不会出现ConcurrentModificationException异常。