了解jcl中的fail-fast策略和fail-safe策略

最新推荐文章于 2025-04-23 08:30:00 发布

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本文介绍了Java集合中两种并发访问策略：fail-fast快速失败机制，它会在多线程并发修改集合时抛出异常；fail-safe安全失败策略，通过复制集合确保迭代安全，但可能带来数据不一致。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

fail-fast 快速失败策略

它是Java集合(Collection)的一种错误机制。当多个线程对同一个集合进行修改（增加、删除、修改）结构操作，使用集合的迭代器iterator,会首先检测是否有对集合的并发修改，进而产生ConcurrentModificationException异常提示。所以说我们一般情况下利用迭代器遍历集合的时候不要修改元素
优先考虑出现异常的场景，当异常产生的时候，直接抛出异常，程序终止；
链接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/95e4f9fa513c4ef5bd6344cc3819d3f7?pos=101&mutiTagIds=570&orderByHotValue=1
来源：牛客网

如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。

   List<String> list = new ArrayList<>();
        // modCount = 1
        list.add("hello");
        // modCount = 2
        list.add("bit");
        // modCount = 3
        list.add("hello");
        // modCount = 4
        list.add("java");
        // jcl fail-fast
        // expectedModCount = 4
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String str = iterator.next();
            if (str.equals("bit")) {
                // modCount = 5
                list.remove("bit");
            }
            System.out.println(str);
        }

以上的这个代码会出现以上所说的错误ConcurrentModificationException
在这里插入图片描述
我们打开看一下源码，首先我们看到next方法中有checkForComodification（）函数，我们点开这个函数

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

由上述源码我们可以得到当 modcount！=exceptmodCount的时候就会发生ConcurrentModificationException的异常,

exceptionModCount：存在于内部迭代器实现，存储当前集合修改次数
modcount：存在于Abstractlist记录List集合被修改（add、 remove方法）的次数
如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。
意义：保证多线程场景下不产生脏读

fail-safe 安全失败策略

不抛出ConcurrentModificationException的集合就称为fail-safe集合。

保证在对任何集合结构的修改操作都基于复制修改进行的，即先copy一个新的集合对象，然后对新的集合对象进行修改，最后将新的集合对象替换掉老的集合对象(老的集合对象的地址指向新的集合对象)。
由于是对copy的集合进行修改，所以对原集合所做的修改不能被迭代器所检测到，所以不抛出concurrentModificationException，juc包下线程安全的集合类，也可以说java.util.concurrent包下采用的是fail-safe机制。
缺陷：
1.对集合的复制copy会产生大量的对象，造成内存空间的浪费。
2.无法保证集合迭代过程中获取的集合数据是最新的内容，迭代器不能访问到修改的内容，遍历期间原集合发生改变迭代器是不知道的。
优点：拷贝内容的优点是为了避免ConcurrentModificationException,
java.util.concurrent包下线程安全的集合类(CopyOnWriteArrayList,ConcurrentHashMap)

区别1:安全失败是基于对底层集合的拷贝，遍历时不是对集合内容进行直接访问，而是拷贝一份原有集合的内容，对拷贝的集合进行迭代遍历。快速失败，迭代器是直接对集合中的元素进行遍历
区别2:快速失败抛出特有异常，ConcurrentModicationException，安全失败是不会抛出快速失败的特有异常
区别3:java.util包下都是快速失败，java.util.concurrent包下都是安全失败