Java Iterator ListIterator 迭代器 以及 并发修改异常 ConcurrentModificationException

• 迭代器内部定义了一个 cursor 变量，用来指示当前遍历到了什么位置。每次调用 next() 或 previous() 对该值做出相应的 递增或递减 操作，以此实现顺序迭代。 
  

• 当调用 hasNext() 方法时，判断 cursor 变量是否等于集合大小，如果不等于，说明后面还有元素可以正序迭代。 
  

• 当调用 hasPrevious() 方法时，判断 cursor 变量是否小于 0 ，如果不等于，说明前面还有元素可以倒序迭代。 
  

Iterator 迭代器

• 方法示例

  ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();// 添加元素for (char c = 'A'; c <= 'G'; c++) {    list.add(c);}Iterator<Character> it = list.iterator();// hasNext() 判断是否还有元素可以迭代while (it.hasNext()) {    char c = it.next(); // next() 返回下一个元素    if (c == 'C') {        it.remove(); // remove() 移除元素    } else {        System.out.print(c + ", ");    }}
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18

• 运行结果 
  

• Iterator 的方法

  方法功能hasNext()判断集合列表中是否还有可以迭代的元素next()返回下一个元素remove()移除最近返回的一个元素

ListIterator 迭代器

• 方法示例

  ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();// 添加元素for (int i = 1; i <= 3; i++) {    list.add(i);}ListIterator<Integer> li = list.listIterator();boolean flag = true;// 如果是正序迭代 或者 有前一个可以迭代的元素while (flag || li.hasPrevious()) {    int index = 0;    int ele = 0;    if (flag) {        index = li.nextIndex(); // nextIndex() 返回下一个元素的索引        ele = li.next(); // next() 返回下一个元素    } else {        index = li.previousIndex(); // previousIndex 返回上一个元素的索引        ele = li.previous(); // previous() 返回上一个元素    }    if (ele == 1) {        // 如果迭代到的元素是 1 ，则将该元素替换成 0        li.set(0); // set() 用指定元素替换最后返回的元素    } else if (ele == 3) {        li.remove(); // remove() 移除最后返回的元素    }    System.out.println("(" + index + ") = " + ele);    // 判断是否还有下一个可以迭代的元素    if (!li.hasNext()) {        flag = false;        li.add(10); // add() 添加一个元素    }}
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  19
  20
  21
  22
  23
  24
  25
  26
  27
  28
  29
  30
  31
  32
  33
  34
  35
  36
  37
  38
  39
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  19
  20
  21
  22
  23
  24
  25
  26
  27
  28
  29
  30
  31
  32
  33
  34
  35
  36
  37
  38
  39

• 运行结果 
  

• ListIterator 的方法

  方法功能hasNext()判断是否还有下一个元素可以迭代next()返回下一个元素hasPrevious()判断是否还有上一个元素可以迭代previous()返回上一个元素add()返回上一个元素set(E e)用指定的元素替换最近返回的元素remove()移除最近返回的元素

并发修改异常

• 简单来讲，并发修改异常就是在对集合元素进行迭代的时候，集合本身发生了改变，所以抛出此异常。先来看一个示例。

• 示例

  ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();// 添加元素for (char c = 'A'; c <= 'G'; c++) {    list.add(c);}// 获得集合的迭代器Iterator<Character> it = list.iterator();while (it.hasNext()) {    char c = it.next();    if (c == 'D') {        list.remove(new Character(c));    }    System.out.println(c);}
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18

• 运行结果 
  

• 原因

  • 上面已经提到，并发修改异常 是在迭代过程中，被迭代的集合发生了变化才引发的。那么看下面代码中用 蓝色 标识的代码，这里显然对集合中的元素进行了 移除操作。 
    
     
    
    
  • 需要注意的是，该异常并不是移除操作引发的 ，而是上面用 红色 标识的代码，也就是下一次循环去获取集合元素的时候引发的。具体是怎么回事这要讲一下源码，看下图。 
    
     
    
    
  • 源代码 next() 方法中，调用了一个 checkForComodification() 方法，这是什么呢？ 继续跟下去看一下。 
    
     
    
    

  • 看上图，代码显示，如果 modCount 不等于 expectedModCount 则抛出 并发修改异常 。那么这两个变量都是什么意思呢？我们继续分析源码。 
    
     
    集合在创建时： modCount 的值默认是 0 那么这个值在什么情况下会发生变化呢？

  • 首先，我们看添加元素 add() 方法。 
     
    这里调用了一个 ensureCapacityInternal() 方法，跟下去看一下。 
    
    

  • 看上面的图片，在 调用 ensureCapacityInternal() 方法后，ensureCapacityInternal() 方法里又调用了一个 ensureExplicitCapacity() 方法，而 modCount 值的改变就是发生在这个方法里，当然，在 add()方法调用 ensureCapacityInternal() 之前，元素的添加操作就以及完成了， 实际上包括 remove()、set() 操作最后都会递增 modCound。也就是说，只要对集合进行了操作，这个 modCount 值就会递增一次。

  • 现在，我们搞清楚了 modCount 是怎么回事，那 expectedModCount 又是怎么回事呢？看下图。 
    
     
    
    

  • 当我们调用集合的 iterator() 方法获得迭代器时，底层实际上是给我们 new 了一个 Itr 内部类对象，这个内部类实现了 Iterator 接口。

  • 看上图箭头标识 1 的位置，在创建迭代器 Itr 对象的时候，先用 expectedModCount 把集合的 modCount 值记录下来。

  • 讲到这里，再返回上面看一下前面说到的 调用迭代器的 next() 为什么引发 并发修改异常 就明白怎么回事了。

总结

• 实现了 Iterator 迭代器接口的集合都可以使用迭代器对其元素进行遍历。

• ListIterator 可以再迭代时对集合进行 add、set、remove 操作，而 Iterator 迭代器只能在迭代时对集合进行 remove 操作。

• 不允许在迭代时对集合进行操作，当然，使用迭代器本身提供的方法除外，原因这里不再图文分析，简单说一下吧，在使用迭代器本身提供的方法对集合操作后，expectedModCount 的值也会相应递增，所以下次检查是就不会有问题。感兴趣的朋友可以自己去看一下源代码。