JDK源码阅读之Iterator迭代器接口

本文详细解读了Java中的迭代器接口,包括其核心方法和实际应用案例,通过具体代码实例展示了如何使用Iterator进行集合遍历及元素删除操作。深入探讨了Iterator在集合框架中的角色和重要性。

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JDK源码阅读之Iterator迭代器接口

迭代器这个名词对于熟悉Java的人来说绝对不陌生。我们常常使用JDK提供的迭代接口进行Collection的遍历:

   List list =new ArrayList<String>();
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        list.add("cc");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String str = (String) iterator.next();
            System.out.println(str);
        }
        //执行前list为aa bb cc
        iterator.remove();
        //执行前list为aa bb

而这就是关于迭代器模式应用很好的例子。
这也是迭代器最常用的方法。

源代码

package java.util;

/**
 * 
 * @author  Josh Bloch
 * @see Collection
 * @see ListIterator
 * @see Iterable
 * @since 1.2
 */
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();
    E next();
    void remove();
}
<think>好的,我现在需要帮助用户理解JDK 8中AbstractList的迭代器实现原理,特别是Iterator和Itr的实现机制。首先,我要回忆一下相关的知识,并查看提供的引用内容,确保回答准确。 用户的问题是关于AbstractList的迭代器源码解析,但提供的引用内容大部分是关于ArrayList的迭代器实现。我需要确认AbstractList和ArrayList之间的关系。AbstractList是一个抽象类,提供了列表的基本实现,而ArrayList继承自AbstractList并实现了其抽象方法。迭代器的实现通常由具体的子类完成,比如ArrayList中的Itr内部类。不过,AbstractList本身可能也有默认的迭代器实现吗? 根据引用[2]和[3],ArrayList的iterator()方法返回一个Itr实例,这是ArrayList的内部类。但AbstractList是否有自己的Itr实现呢?可能需要查阅JDK 8的源码确认。假设用户的问题可能有误,或者需要解释AbstractList和子类的关系。或者,可能AbstractList中的Itr是默认实现,而ArrayList可能覆盖了它? 不过,根据引用的内容,用户提供的引用都是关于ArrayList的,比如引用[1]提到“基于ArrayList的Iterator的实现分析”,引用[2]和[3]同样讨论ArrayList的iterator方法返回Itr实例。因此,可能用户混淆了AbstractList和ArrayList,或者希望了解的是子类的实现,但问题明确提到AbstractList的迭代器。 这时需要检查JDK 8的AbstractList源码。查阅发现,AbstractList确实有一个内部的Itr类实现了Iterator接口。也就是说,AbstractList提供了默认的迭代器实现,而子类如ArrayList可以选择使用这个默认实现或覆盖它。例如,ArrayList的iterator()方法是否直接使用AbstractList的Itr,还是有自己的实现?根据引用[2],ArrayList的iterator()返回的是自己的Itr内部类,这说明ArrayList可能覆盖了AbstractList的默认实现。 但用户的问题是关于AbstractList本身的迭代器实现,因此需要分析AbstractList中的Itr类。我需要描述AbstractList中Itr的结构,包括属性如cursor、lastRet、expectedModCount,以及方法如hasNext()、next()、remove()等。同时需要提到快速失败机制(fail-fast),这与modCount和expectedModCount有关,如引用[4]所述,当这两个值不一致时会抛出ConcurrentModificationException。 在回答时,需要结合AbstractList的源码结构,说明Itr如何跟踪当前位置(cursor)、上一个位置(lastRet),以及如何检查并发修改。此外,需要解释modCount的作用,它是AbstractList中的一个字段,记录结构修改的次数。迭代器在初始化时保存当前的modCount为expectedModCount,每次操作前检查两者是否一致,不一致则抛出异常。 可能还需要提到Itr的remove()方法实现,它会调用AbstractList的remove(int index)方法,并更新expectedModCount以保持同步,如引用[4]所述,避免抛出异常。但要注意的是,AbstractList的默认实现可能不支持remove操作,需要子类实现,否则会抛出UnsupportedOperationException。这可能导致Itr的remove()方法在默认情况下不可用,除非子类实现了相关方法。 总结回答的结构: 1. 介绍AbstractList的迭代器实现位于内部类Itr中。 2. 解释Itr的核心属性:cursor、lastRet、expectedModCount。 3. 描述hasNext()和next()的实现,cursor如何递增。 4. 讨论快速失败机制,modCount和expectedModCount的作用。 5. 分析remove()方法的实现,如何调用AbstractList的remove,并更新expectedModCount。 6. 指出子类可能需要覆盖相关方法,否则默认实现可能抛出异常。 需要确保回答准确,符合JDK 8的源码,同时引用提供的资料中的相关内容,比如引用[4]关于remove方法中expectedModCount的更新。可能还需要指出,在AbstractList的默认迭代器中,remove()方法是否可用,或者是否依赖子类的具体实现。 例如,AbstractList的remove(int index)方法是抽象的,需要子类实现。因此,如果子类没有实现,调用迭代器的remove()会导致异常。但根据Itr的源码,它的remove()方法会调用AbstractList的remove(lastRet),而AbstractList的remove方法如果没有被实现的话,会抛出UnsupportedOperationException。因此,迭代器的remove()方法是否可用取决于子类是否实现了remove(int index)。 可能需要进一步确认这些细节,但根据用户提供的引用,特别是引用[4],重点在于迭代器remove()方法如何维护expectedModCount,避免ConcurrentModificationException。因此,在回答中需要强调这一点。 最后,生成相关问题,可能涉及迭代器的快速失败机制、AbstractList与子类的关系、modCount的作用等。</think>### JDK 8 中 AbstractList 迭代器实现原理解析 在 JDK 8 中,`AbstractList` 的迭代器实现主要通过内部类 `Itr` 完成,该类实现了 `Iterator` 接口,提供基础的遍历和修改功能。以下是关键实现机制的逐步分析: --- #### 1. **核心属性与初始化** `Itr` 类包含三个核心属性: - `int cursor`:表示下一个要访问的元素的索引,初始值为 `0`。 - `int lastRet`:表示最近一次访问的元素的索引,初始值为 `-1`(未访问任何元素)。 - `int expectedModCount`:记录迭代器创建时列表的修改次数 `modCount`,用于检测并发修改。 初始化时,`expectedModCount` 会被赋值为 `AbstractList.this.modCount`,确保后续操作中列表未被外部意外修改[^4]。 --- #### 2. **遍历方法:`hasNext()` 与 `next()`** - **`hasNext()`** 检查 `cursor` 是否小于列表长度 `size()`,返回 `true` 表示仍有元素可遍历。 ```java public boolean hasNext() { return cursor != size(); } ``` - **`next()`** 1. 调用 `checkForComodification()` 检查 `expectedModCount` 是否与当前 `modCount` 一致,若不一致抛出 `ConcurrentModificationException`(快速失败机制)。 2. 通过 `cursor` 索引获取当前元素,并更新 `lastRet` 为 `cursor`,最后将 `cursor` 递增。 ```java public E next() { checkForComodification(); try { int i = cursor; E next = get(i); lastRet = i; cursor = i + 1; return next; } catch (IndexOutOfBoundsException e) { checkForComodification(); throw new NoSuchElementException(); } } ``` --- #### 3. **修改方法:`remove()`** - **`remove()`** 1. 检查 `lastRet` 是否为有效索引(`>=0`),否则抛出 `IllegalStateException`。 2. 调用 `AbstractList.this.remove(lastRet)` 删除元素,这会更新列表的 `modCount`。 3. 更新 `cursor` 为 `lastRet`(因删除导致后续元素前移),并重置 `lastRet = -1`。 4. **同步更新 `expectedModCount = modCount`**,避免后续操作触发并发修改异常[^4]。 ```java public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { AbstractList.this.remove(lastRet); if (lastRet < cursor) cursor--; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; // 关键同步步骤 } catch (IndexOutOfBoundsException e) { throw new ConcurrentModificationException(); } } ``` --- #### 4. **快速失败机制(Fail-Fast)** `checkForComodification()` 方法用于在每次操作前检查列表是否被外部修改: ```java final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } ``` - 若其他线程或代码段直接操作列表(如调用 `add()`、`remove()`),导致 `modCount` 变化,迭代器会立即抛出异常以保障数据一致性[^4]。 --- #### 5. **子类实现依赖** - `AbstractList` 的默认实现依赖子类具体化方法(如 `get(int index)`、`size()`)。 - **`remove()` 方法的可用性**:若子类未重写 `remove(int index)`,调用迭代器的 `remove()` 会抛出 `UnsupportedOperationException`。 --- ### 示例:ArrayList 的迭代器实现 `ArrayList` 的迭代器(内部类 `Itr`)继承自 `AbstractList.Itr`,但直接操作数组以提升性能。例如,其 `next()` 方法直接访问 `elementData` 数组,而非通过 `get(int index)`[^2][^3]。 ---
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