Iterator源码解析及和for-each循环

最新推荐文章于 2024-02-23 19:24:17 发布

原创最新推荐文章于 2024-02-23 19:24:17 发布 · 347 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

多线程并发专栏收录该内容

14 篇文章

订阅专栏

本文探讨了在使用Java的foreach循环遍历集合时，如果集合被修改，为何会抛出`ConcurrentModificationException`异常。通过反编译代码，揭示了foreach循环底层调用Iterator接口，并介绍了ArrayList的`ListItr`内部类以及`fail-fast`策略。当在循环中直接使用add或remove，导致`modCount`不等于`expectedModCount`，因此引发异常，以保证数据一致性。

在使用foreach循环遍历集合的过程中，如果集合被修改了，会抛出ConcurrentModificationException异常。

以这段代码为例子：

public class SynProblem {

	List<Widget> widgetList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
	{
		widgetList.add(new Widget(1));
		widgetList.add(new Widget(2));
		widgetList.add(new Widget(3));
	}

	public void test() {
		for (Widget w : widgetList) {
			doSomethings(w);
		}
	}

	private void doSomethings(Widget w) {
		System.out.println(w);
	}

	public static void main(String[] args) {
		SynProblem s = new SynProblem();
		s.test();
	}
}

使用javap反编译一下，可以看到在test方法中，for循环调用了iterator接口的方法

问题来了，foreach循环底层也是调用了iterator的方法，为什么在foreach循环add/remove集合元素，可能会抛出 ConcurrentModificationException 异常，但是使用iterator来remove 集合元素却不会呢？

下面以ArrayList为例：

调用ArrayList.iterator()返回的是ListItr，这是ArrayList的内部类，实现了Iterator接口

private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       //下一个返回元素索引
        int lastRet = -1; //最后一个返回元素索引，如果被remove该索引会被重置为-1
        int expectedModCount = modCount;//期待修改次数（可被视为 Itr内部记录的集合结构变化次数）

        Itr() {}

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

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

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);//调用集合的删除操作，modCount+1
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;//重新给expectedModCount赋值
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)//如果期待修改次数与实际修改次数不同，则抛出异常
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

而ArrayList的add方法，也会进行modCount ++

可以看到的是在foreach循环会调用next()方法,next方法会调用checkForComodification()来检查modCount 是否等于expectedModCount。要注意的是如果在for循环中直接使用add或者remove操作，是不会有下面这一步的。也就是说此时modCount != expectedModCount。抛出异常。这是java的 fail-fast 策略，用来防止多线程并发修改集合时，保证数据的一致性。