List在foreach循环的时候remove(ConcurrentModificationException)

通过这个小例子了解几个知识：

（1）ArrayList的内部Iterator理解
（2）modCount的用途
（3）为什么会ConcurrentModificationException以及原理
（4）有什么办法实现遍历中remove

代码例子：

运行结果：

查看生成的class文件：

（1）ArrayList的内部Iterator理解：

其实foreach语法糖在实际执行的时候是通过迭代器（Iterator）实现的，
主要用了上图的hasNext()和next()
看一下ArrayList的Iterator。

返回了内部类Itr
下面是itr 源码：

/**
 * An optimized version of AbstractList.Itr
 */
private class Itr implements Iterator<E> {
    int cursor;       // index of next element to return
    int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
    int expectedModCount = modCount;

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

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E next() {
        checkForComodification();
        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);
            cursor = lastRet;
            lastRet = -1;
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
        Objects.requireNonNull(consumer);
        final int size = ArrayList.this.size;
        int i = cursor;
        if (i >= size) {
            return;
        }
        final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
        if (i >= elementData.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        while (i != size && modCount == expectedModCount) {
            consumer.accept((E) elementData[i++]);
        }
        // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
        cursor = i;
        lastRet = i - 1;
        checkForComodification();
    }

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

先我们看一下它的几个成员变量：
cursor：表示下一个要访问的元素的索引，从next()和hasNext方法的具体实现都可以看出。
lastRet：表示上一个访问的元素的索引
expectedModCount：表示对ArrayList修改次数的期望值，它的初始值为modCount。
modCount是AbstractList类中的一个成员变量：他代表着list被修改的次数初始值为0

protected transient int modCount = 0;

该值表示对List的修改次数，add()、remove()、addAll()、removeRange()
及clear()方法。这些方法每调用一次，modCount的值就加1。注：add()及
addAll()方法的modCount的值是在其中调用的ensureCapacity()方法中增
加的。

（2）modCount的用途（为什么需要它）：

	在java的集合类中常见的变量modCount，用于记录对象的修改次数，
比如增、删、改，也基本存在于非线程安全的集合类中
	有一点版本控制的意思，可以理解成version，在特定的操作下需要
对version进行检查，适用于Fail-Fast机制。
	在java的集合类中存在一种Fail-Fast的错误检测机制，当多个线程对
同一集合的内容进行操作时，可能就会产生此类异常。
	比如当A通过iterator去遍历某集合的过程中，其他线程修改了此集合
，此时会抛出ConcurrentModificationException异常。
	此类机制就是通过modCount实现的，在迭代器初始化时，会赋值
expectedModCount，在迭代过程中判断modCount和expectedModCount、
是否一致；

（3）为什么会ConcurrentModificationException以及原理：

通过对上面基础信息的理解，下面来一点一点走，寻找问题
上面程序：

第一步（图中圈1）
当调用platformList.iterator()返回一个Iterator

第二步（图中圈2）
通过Iterator的hashNext()方法判断是否还有元素未被访问

关于hasNext()方法的实现：
第三步（图中圈3）
调用next()方法获取，看一下next的实现
进来首先调用的这个方法
核心逻辑就是比较modCount和expectedModCount这两个变量的值

Debug看一下全流程：
通过三次add
由于调用了三次add所以list的Size是3，同时modCount也是3
所以此时在执行圈1的时候，由下图可知expectedModCount也是等于3：
由于第一次进入循环此时expectedModCount==modCount
所以
这个校验是没有问题的——通过下图圈1校验；
然后next（）这个方法中还把cursor（当前元素索引）赋值给lastRet（前一个元素索引）:圈3，然后增加当前元素索引:圈2，并且返回当前的元素:圈4。

经过上面一顿操作此时
第四步（图中圈4）执行remove

从.Class文件点进去。发现调用的remove是ArrayList下面的remove，并不是迭代器的remove或者说并不是内部类Itr中的remove（Itr实现Iterator）
调用的是这个：而这个调用了fastRemove
fastRemove中对modCount进行了加一操作而此时注意expectedModCount是没有变的，此时两个值：
modCount：4
expectedModCount：3

此时执行完第一次循环：
当进入第二次循环的时候，再次调用next方法的时候,还是会校验这两个值：
但是此时两个值已经不相等：所以抛出异常：ConcurrentModificationException

（4）有什么办法实现遍历中remove（极不推荐，很危险，多机环境或者高并发场景都可能出问题，并且阿里开发规范明确要求禁止在遍历时删除元素，正确的做法是遍历的时候标记出来，后续代码再用也方便）

1、使用Iterator的remove()方法
现在想一想 为啥迭代器的remove就没事呢：看下源码
圈1的地方调用了ArrayList里面的remove，想一下上面的操作。ArrayList的remove仅仅是增加了modCount，没有增加expectedModCount，然后导致异常，因此在这里调用完这个ArrayList的remove，在主动同步一下expectedModCount：上图圈2，这样使得modCount==expectedModCount再次进入循环的时候调用检查方法就不会异常了：
2、使用for循环正序遍历

public static void main2(String[] args) {
    List<String> platformList = new ArrayList<>();
    platformList.add("博客园");
    platformList.add("优快云");
    platformList.add("掘金");

    for (int i = 0; i < platformList.size(); i++) {
        String item = platformList.get(i);
        if (item.equals("博客园")) {
            platformList.remove(i);
            i = i - 1;
        }
    }
    System.out.println(platformList);
}

这种实现方式比较好理解，就是通过数组的下标来删除，不过有个注意事项就是删除元素后，要修正下下标的值：
为什么要修正下标的值呢？
因为刚开始元素的下标是这样的：

第1次循环将元素"博客园"删除后，元素的下标变成了下面这样：

这样导致所有的索引都少了1，所以需要进行修正下标值

3、使用for循环倒序遍历

public static void main3(String[] args) {
    List<String> platformList = new ArrayList<>();
    platformList.add("博客园");
    platformList.add("优快云");
    platformList.add("掘金");

    for (int i = platformList.size() - 1; i >= 0; i--) {
        String item = platformList.get(i);

        if (item.equals("掘金")) {
            platformList.remove(i);
        }
    }

    System.out.println(platformList);
}

这种实现方式和使用for循环正序遍历类似，不过不用再修正下标，因为刚开始元素的下标是这样的：

第1次循环将元素"掘金"删除后，元素的下标变成了下面这样：

不影响原来数据的索引值，所以不需要修正。

回头注意一下，后两种使用for循环，并通过索引操作，并没有被转译成迭代器遍历，来看看class文件：

正序移除：

倒序移除：