并发修改异常浅析

  本篇是对于集合类源码浅析のArrayList中第五部分并发修改异常原因分析的扩展补充。

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一、问题描述

  我们首先看一段代码：

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        for (String s : list) {
            if ("1".equals(s)) {
                list.remove(s);
            }
        }
    }

  定义了一个集合，存入了三个元素，然后在增强for循环中对元素进行删除，然后运行，毫无疑问地出现了ConcurrentModificationException（并发修改异常）。这也是经典面试题中所说，不能一边遍历集合一边删除元素，如果必须要这么做，需要使用迭代器。

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
	at com.light.gulimall.product.web.ItemController.main(ItemController.java:41)

  下面我们从源码的角度对问题进行分析

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二、问题分析

  增强型 For 循环是 For 循环的语法糖，经过编译后的class文件中，是这样：

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList();
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        Iterator var2 = list.iterator();

        while(var2.hasNext()) {
            String s = (String)var2.next();
            if ("1".equals(s)) {
                list.remove(s);
            }
        }

    }

  我们跟踪进list.remove(s)这行代码，发现最终每次执行一次remove操作，AbstractList抽象类的成员变量modCount都会+1。
  从modCount的注释上也可以看出，新增，删除等操作，都会导致这个变量的值增加：
  再次观察报错时的堆栈信息，发现问题出现在java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)和java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901):
  第一个Itr.next，对应的是编译后class文件的
  继续跟进，进入java.util.Iterator接口，选择如图的实现：
  会发现在执行移动指针的的逻辑之前，先进入checkForComodification()方法，也就是先前报错信息中的Itr.checkForComodification
  在checkForComodification()方法中会进行判断，将当前的modCount和expectedModCount进行比较，如果不一致就会抛出最开始的异常。
  而expectedModCount是Itr的一个成员变量，它的值是modCount，并且后续不会对此变量的值进行更新，只在构造Itr对象时进行了初始化。
  每次进行添加元素，删除元素时，modCount都会+1，而expectedModCount不会改变，必然两者不会相等，所以在移动指针时校验不通过，出现经典的ConcurrentModificationException（并发修改异常）。

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三、问题解决

  通过上面的分析，想必已经对为什么会出现并发修改异常，有了一定的认识，那么如何避免这样的问题？答案是可以使用迭代器：

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");

        Iterator<String> it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String element = it.next();
            it.remove();
        }
         System.out.println(list);
    }

  执行后没有发生异常，并且集合中的元素最终被清空，原因在于，使用了迭代器的remove() 方法，会在调用集合的remove()方法后，将最新的modCount重新赋值给expectedModCount，所以在下一次执行it.next()移动指针时，校验两者是否相等则不会抛出异常。

四、总结

  集合类中，modCount字段设计的目的就是为了标记修改的次数，从而保证快速失败的机制。子类可以自由选择是否使用这个字段。官方也是不推荐一边遍历集合，一边删除元素的操作。如果一定要，可以使用迭代器避免并发修改异常。