Java集合包中的fail fast机制详解

Java的fail fast机制

首先说说现象，当我们使用iterator迭代器遍历一个集合的过程中，如果其它线程，或者它自己向这个集合新增或删除了一个key-value，那么当前线程就会抛出ConcurrentModificationException异常。

然后说说原理。无论是AbstractList，还是HashMap，它们都拥有一个modCount变量，每当我们向集合新增或者删除元素，都会使modCount的值增加1，这个参数就好像集合的操作版本号。当我们在迭代之前，会创建一个expectedModCount，记录了迭代之前的操作版本号，每次迭代获取数据时，都会检查一下，当前的modCount是否与expectedModCount想等，若不相等，则说明在当前线程迭代遍历元素时，有其他的线程操作了集合。

集合包下面的集合都不是线程安全的，都会有并发问题，所以都包含modCount变量。使用fail fast机制，当一个线程在迭代遍历，另一个线程在新增、删除元素时，就会立刻报错。

注意: 一个线程在迭代遍历，另一个线程在修改元素时，并不会触发fail fast。可以看ArrayList和LinkedList的set()源码，没有发现modCount的痕迹(你只要不删除，或者新增元素，就没问题)。

并且，fail fast仅仅是一个错误检测机制，因为JDK并不能保证fail fast一定会发生。若在多线程环境下使用fail-fast机制的集合，建议使用“java.util.concurrent包下的类”去取代“java.util包下的类”。

口说无凭，我们来看看源码。就拿LinkedList来举例，代码如下所示:

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("123");
list.add("456");
list.add("789");
for (String str : list) {
	list.remove();
}

首次执行list.remove()是不会报错的，但是当进入下一轮循环时，就会报错。

当我们使用for循环遍历任何一个List之前，底层都会调用listIterator( )方法，创建一个ListIterator对象，用于遍历。LinkedList也不例外，它重写了listIterator()方法，返回了一个自定义的ListItr对象。

public ListIterator<E> listIterator(int index) {
	checkPositionIndex(index);
	return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
	// 省略..
	private int expectedModCount = modCount;
	ListItr(int index) {
		省略..
	}
	public E next() {
		checkForComodification();
		省略..
	}
	final void checkForComodification() {
		if (modCount != expectedModCount)
			throw new ConcurrentModificationException();
	}
}

我省略了许多与本文无关的代码，关键代码就那么几句。执行listIerator()方法时，一定会创建一个ListItr对象，同时一定会初始化它的成员变量expectedModCount，等于当前的modCount。

接下来就是遍历，遍历无非就是获取List中的下一个元素，用屁股想想，调用的不就是next()方法么，next()方法一上来就执行了checkForComodification()，比较一下当前的modCount是否与expectedModCount一样，如果不一样，就抛出异常。

这个意思不就是在说，如果在遍历List的过程中，你敢做新增或者删除操作(累加了modCount的值)，那就会报错。

值得注意的是，报错的地方不是list.remove()，报错的是你做了新增、删除操作后的接下来的一轮遍历时，获取数据时会报错。

那是不是只要遍历集合时，新增或者删除(或者其它改变modCount的操作)，都会报错呢？

不是的，只要你在查询数据的时候，绕开包含了modCount检查的方法，就不会报错。

String str;
while((str = list.peekFirst()) != null) {
	System.out.println(str);
	list.pop();
}

上面的代码也是在遍历链表，但是不会报错，因为list.pop()没有修改modCount的值，peekFirst()也没有去检查modCount，fail fast不复存在，就不会报错。

到此这篇关于Java集合包中的fail fast机制详解的文章就介绍到这了,更多相关Java的fail fast机制内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！