Java|关于并发修改异常|iterator|java|迭代器

Part one : 什么是并发修改异常?
并发修改异常即ConcurrentModificationException，当方法不允许对一个对象进行并发修改（简单理解为同时修改），抛出此异常。
例如：线程 A 正在使用迭代器（Iterator）对集合（Collection）进行遍历，此时线程 B 对该集合进行了修改（改变了原有的结构，如添加和删除），那么方法将会抛出ConcurrentModificationException。
除多线程修改情况外，单线程操作同样可能出现该异常。
例如：方法 A 在迭代器遍历集合时，调用自身的remove()或add()方法，那么同样会抛出该异常。

public class ConcurrentModificationExceptionTest {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList<>(); // 创建集合 list.add("测"); // 添加元素 list.add("试"); list.add("代"); list.add("码"); Iterator iterator = list.iterator(); //获得迭代器 while(iterator.hasNext()) { list.remove(3); // 通过集合删除 System.out.println(iterator.next()); }} }

控制台报错：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831) at ConcurrentModificationExceptionTest.main(ConcurrentModificationExceptionTest.java:18)

如果进行修改，如

list.set(2, "法");

，方法是不会报错的。
Part two : 原因是什么?
首先，集合的迭代是通过while循环不断执行迭代器的next()方法达到遍历集合的效果。debug进入iterator.hasNext()方法中，代码如下：

public boolean hasNext() { return cursor != size; }

其中cursor代表下一个元素下标（index），size代表集合的长度。因为集合的长度总是比最大下标大1（集合长度不为0时），所以当cursor = size时表示已经遍历完成，结束循环（hasNext()返回false）。
第一次进入循环，方法走到代码

list.remove(3);

，进入remove()方法中：

// 这里的源码注释请参考JDK API public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = https://www.it610.com/article/elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved> 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its workreturn oldValue; }

首先进行了判断索引是否越界方法rangeCheck(index)，接着修改次数+1（此时modCount为4+1），取出当前索引对应的集合中的元素作为返回值，然后进行数组（ArrayList底层为数组，一个能自动扩容的数组）拷贝，同时将数组最后一个索引位置置为null，注释说“清除这个位置元素后，让垃圾回收器来干掉它”。返回被删除的元素后，remove方法结束。
进入iterator.next()方法中：

@SuppressWarnings("unchecked") public E next() { checkForComodification(); // -----------【1】 int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = https://www.it610.com/article/ArrayList.this.elementData; if (i>= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; return (E) elementData[lastRet = i]; }

其中【1】方法的代码为：

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

可以看到，进入next()方法后，首先进行了并发修改的判断。【1】方法中的expectedModCount表示“期望修改次数”，它在迭代器被创建时通过

int expectedModCount = modCount;
（Arraylist源码823行）

被赋值。
重点就在这里了：当我们使用集合的方法改变了数组的结构，使得modCount的值+1，而expectedModCount的值没有变化，于是异常就产生了。
Part three : 怎么解决?
答曰: 使用迭代器自身的方法。
比如使用Iterator删除集合最后一个元素：

while(iterator.hasNext()) { if (list.get(list.size()-1).equals(iterator.next())) { iterator.remove(); } }

【Java|关于并发修改】在iterator.remove()方法内：

public void remove() { if (lastRet < 0)// 最后一个元素的索引不能小于0 throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); // 并发修改检查try { ArrayList.this.remove(lastRet); // 底层还是通过集合的删除方法 cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; // 【同步了修改次数】 } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } }

可以看到，通过迭代器自身方法会同步modCount和expectedModCount的值，因此在并发修改检查时可以顺利通过。
同样的,也可以使用ListIterator进行删除。ListIterator与Iterator相比，还多了add()方法。
需要注意的是，ListIterator迭代器只有List集合才有，Set集合没有；而Iterator是整个Collection都有的。
Part four : 不合群的倒数第二个元素：）
请看这段代码：

public class ConcurrentModificationExceptionTest {public static void main(String[] args) {List list = new LinkedList<>(); // 创建集合 list.add("测"); // 添加元素 list.add("试"); list.add("代"); list.add("码"); Iterator iterator = list.iterator(); //获得迭代器 while(iterator.hasNext()) {String element = iterator.next(); if (list.get(list.size()-2).equals(element)) { //当迭代到最后第2个元素 list.remove(list.size()-2); // 使用集合删除 } } System.out.println(list); }}

结果正常输出，没有异常！
…
…
还记得循环的条件吗？没错，是iterator.hasNext()，它的返回值为return cursor != size。当循环到倒数第二个元素时，调用集合方法将该元素删除，此时的cursor为2（一共四个元素），size从3变为2，即cursor = size，循环条件不满足，跳出循环，因此检查并发修改的方法checkForComodification没有机会得到执行。
有一点要注意，不抛出该异常的情况是先拿到了迭代的元素，而后进行集合操作，否则依然会抛异常。
此文同步发表于简书：http://www.jianshu.com/p/27e6239e1afe
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