java-快速失败和安全失败

本文深入探讨了Java集合框架中的快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)机制,解析了两种机制的工作原理,对比了它们在多线程环境下的表现,以及如何选择合适的集合类型以避免并发修改异常。

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1.Fail-fast是什么?

快速失败(fail-fast)

在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则
会抛出Concurrent Modification Exception。

2.Fail-fast的原理?

在这里插入图片描述

在调用 next() 和 remove()时,都会执行 checkForComodification()。
若 modCount 不等于 expectedModCount,
则抛出ConcurrentModificationException异常,产生fail-fast事件。

在这里插入图片描述

无论是add()、remove(),还是clear(),只要涉及到修改集合中的元素个数时,都会改变modCount的值
在这里插入图片描述

ConcurrentModificationException异常,产生fail-fast事件。
**

怎么解决:
1.使用iterator操作
2.将ArrayList替换成java.util.concurrent包下对应的类

3.用fail-safe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。

4.总结-比较fail-fast与fail-safe?

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。

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