Java-快速失败与安全失败

最新推荐文章于 2021-05-21 17:06:58 发布

Dengyy668

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分类专栏： dyf 文章标签：快速安全失败

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本文深入探讨Java中快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)机制的区别，解析其工作原理及应用场景。快速失败在检测到并发修改时立即抛出异常，适用于调试阶段；安全失败则通过复制集合内容进行遍历，避免了并发修改异常，适合多线程环境。

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Java-快速失败与安全失败

Fail-fast是什么？
*快速失败：*用迭代器遍历一个集合，如果进行修改里面的内容，就会快速抛出一个 oncurrent Modification Exception(并发修改异常）

Fail-fast的原理？
在某一时刻，“线程a”创建了arrayList的Iterator。创建arrayList时，expectedModCount = modCount(假设它们此时的值为N)。在“线程a”在遍历arrayList过程中的某一时刻，“线程b”执行了，并且“线程b”删除了arrayList中的“节点A”。“线程b”执行remove()进行删除操作时，在remove()中执行了“modCount++”，此时modCount变成了N+1！“线程a”接着遍历，当它执行到next()函数时，调用checkForComodification()比较“expectedModCount”和“modCount”的大小；而“expectedModCount=N”，“modCount=N+1”,这样，便抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。
在这里插入图片描述

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怎么解决？
使用iterator操作，将ArrayList替换成java.utit.concurrent下对应的包即可。

用Fail-fast改进？
安全失败（fail-safe）
采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。

fail-safe原理
在这里插入图片描述

并发容器：CopyOnWrite容器
CopyOnWrite容器即写时复制的容器。以添加为例：通俗的理解是当我容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加们往一个元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。

以添加为例：这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

总结-比较fail-fast与fail-safe
比较他们的实现原理
在这里插入图片描述

使用场景
java.util包下的集合类都是快速失败的，不能在多线程下发生并发修改（迭代过程中被修改），迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序错误。

java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，可以在多线程下并发使用，并发修改。

CopyOnWriteArrayList中写操作需要大面积复制数组，所以性能肯定很差，但是读操作因为操作的对象和写操作不是同一个对象，读之间也不需要加锁，读和写之间的同步处理只是在写完后通过一个简单的“=”将引用指向新的数组对象上来，这个几乎不需要时间，这样读操作就很快很安全，适合在多线程里使用，绝对不会发生ConcurrentModificationException，所以最后得出结论：CopyOnWriteArrayList适合使用在读操作远远大于写操作的场景里，比如缓存。