【Java源码分析】ConcurrentModificationException并发修改异常分析与解决方案(快速失败与安全失败)
来源:互联网 发布:网络教育网络统考 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 00:48
【Java源码分析】ConcurrentModificationException并发修改异常分析与解决方案(快速失败与安全失败)
问题描述
当执行如下程序时,会抛出异常 java.util.ConcurrentModificationException
public static void main(String ... args){ Collection<String> coll = new ArrayList<>(); coll.add("llll"); coll.add("oooo"); coll.add("hhhh"); coll.add("cccc"); Iterator<String> iter = coll.iterator(); while(iter.hasNext()){ String val = iter.next(); if ("hhhh".equals(val)) System.out.println(val); coll.remove(val); // java.util.ConcurrentModificationException }}
异常信息如下:
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851) at javaenhance.part04_thread.java5thread.CollectionConcurrentModifyExceptionTest.main(CollectionConcurrentModifyExceptionTest.java:28) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)
源码分析
查看 ArrayList$Itr.next()方法,源代码如下:
public E next() { checkForComodification(); int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; return (E) elementData[lastRet = i];}
它会首先执行 checkForComodification() 方法,其源码如下:
final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); }
这里,if的判断条件成立时,就会抛出异常 ConcurrentModificationException。
这个条件什么时候成立呢?
我们来分析一下其中的两个变量 modCount 和 expectedModCount。
modCount是AbstractList中的成员变量,定义如下:
protected transient int modCount = 0;
简单地说,modCount表示一个集合中元素个数变化的次数,或者说是集合对象的版本号。
expectedModCount 是Array$Itr中的成员变量,定义如下:
int expectedModCount = modCount;
当集合调用iterator()方法时,会创建一个Iterator对象,此时,会初始化 expectedModCount 为 modCount;
expectedModCount的值不会发生变化,而当对集合对象执行remove和add等操作时,modCount的值会发生变化,所以将会产生两者不相等的情况,也就是抛出异常的条件成立的情况,所以会抛出异常 ConcurrentModificationException。
解决方案
解决方案就是,使用线程安全的集合类,Java5提供的并发库中的集合, CopyOnWriteArrayList。
代码如下
@Testpublic void concurrentCollectionTest(){ Collection<String> coll = new CopyOnWriteArrayList<>(); coll.add("llll"); coll.add("oooo"); coll.add("hhhh"); coll.add("cccc"); Iterator<String> iter = coll.iterator(); while(iter.hasNext()){ String val = iter.next(); if ("hhhh".equals(val)) coll.remove(val); // java.util.ConcurrentModificationException System.out.println(val); }}
快速失败与安全失败的区别
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。
原理:
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。
注意:
这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。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。
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)。
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。
原理:
由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。
缺点:
基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。
场景:
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。
参考 :
ArrayList和AbstractList的源码
快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么
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