文章目錄

• 簡介
• Fail-fast Iterator
• Fail-fast 的原理
• Fail-safe Iterator
• 總結(jié)

fail-safe fail-fast知多少

簡介

我們在使用集合類的時候，通常會需要去遍歷集合中的元素，并在遍歷中對其中的元素進行處理。這時候我們就要用到Iterator,經(jīng)常寫程序的朋友應(yīng)該都知道，在Iterator遍歷的過程中，是不能夠修改集合數(shù)據(jù)的，否則就會拋出ConcurrentModificationException。

因為ConcurrentModificationException的存在，就把Iterator分成了兩類，Fail-fast和Fail-safe。

Fail-fast Iterator

Fail-fast看名字就知道它的意思是失敗的非常快。就是說如果在遍歷的過程中修改了集合的結(jié)構(gòu)，則就會立刻報錯。

Fail-fast通常在下面兩種情況下拋出ConcurrentModificationException：

單線程的環(huán)境中

如果在單線程的環(huán)境中，iterator創(chuàng)建之后，如果不是通過iterator自身的remove方法，而是通過調(diào)用其他的方法修改了集合的結(jié)構(gòu)，則會報錯。

多線程的環(huán)境中

如果一個線程中創(chuàng)建了iterator,而在另外一個線程中修改了集合的結(jié)構(gòu)，則會報錯。

我們先看一個Fail-fast的例子：

Map<Integer,String> users = new HashMap<>();users.put(1, "jack");users.put(2, "alice");users.put(3, "jone");Iterator iterator1 = users.keySet().iterator();//not modify key, so no exceptionwhile (iterator1.hasNext()){log.info("{}",users.get(iterator1.next()));users.put(2, "mark");}

上面的例子中，我們構(gòu)建了一個Map，然后遍歷該map的key，在遍歷過程中，我們修改了map的value。

運行發(fā)現(xiàn)，程序完美執(zhí)行，并沒有報任何異常。

這是因為我們遍歷的是map的key，只要map的key沒有被手動修改，就沒有問題。

再看一個例子：

Map<Integer,String> users = new HashMap<>();users.put(1, "jack");users.put(2, "alice");users.put(3, "jone");Iterator iterator1 = users.keySet().iterator();Iterator iterator2 = users.keySet().iterator();//modify key,get exceptionwhile (iterator2.hasNext()){log.info("{}",users.get(iterator2.next()));users.put(4, "mark");}

上面的例子中，我們在遍歷map的key的同時，對key進行了修改。這種情況下就會報錯。

Fail-fast 的原理

為什么修改了集合的結(jié)構(gòu)就會報異常呢？

我們以ArrayList為例，來講解下Fail-fast 的原理。

在AbstractList中，定義了一個modCount變量：

protected transient int modCount = 0;

在遍歷的過程中都會去調(diào)用checkForComodification()方法來對modCount進行檢測：

public E next() {checkForComodification();try {int i = cursor;E next = get(i);lastRet = i;cursor = i + 1;return next;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {checkForComodification();throw new NoSuchElementException();}}

如果檢測的結(jié)果不是所預(yù)期的，就會報錯：

final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}

在創(chuàng)建Iterator的時候會復(fù)制當前的modCount進行比較，而這個modCount在每次集合修改的時候都會進行變動，最終導(dǎo)致Iterator中的modCount和現(xiàn)有的modCount是不一致的。

public void set(E e) {if (lastRet < 0)throw new IllegalStateException();checkForComodification();try {AbstractList.this.set(lastRet, e);expectedModCount = modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();}}

注意，Fail-fast并不保證所有的修改都會報錯，我們不能夠依賴ConcurrentModificationException來判斷遍歷中集合是否被修改。

Fail-safe Iterator

我們再來講一下Fail-safe，Fail-safe的意思是在遍歷的過程中，如果對集合進行修改是不會報錯的。

Concurrent包下面的類型都是Fail-safe的。看一個ConcurrentHashMap的例子：

Map<Integer,String> users = new ConcurrentHashMap<>();users.put(1, "jack");users.put(2, "alice");users.put(3, "jone");Iterator iterator1 = users.keySet().iterator();//not modify key, so no exceptionwhile (iterator1.hasNext()){log.info("{}",users.get(iterator1.next()));users.put(2, "mark");}Iterator iterator2 = users.keySet().iterator();//modify key,get exceptionwhile (iterator2.hasNext()){log.info("{}",users.get(iterator2.next()));users.put(4, "mark");}

上面的例子完美執(zhí)行，不會報錯。

總結(jié)

Fail-fast 和 Fail-safe 是集合遍歷的重要概念，希望大家能夠掌握。

本文的例子 https://github.com/ddean2009/learn-java-streams

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總結(jié)

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