HashMap之快速失败

HashMap之快速失败

为什么HashMap通过迭代器自身的remove或add方法就不会出现迭代器失败？

HashMap所有集合类视图所返回迭代器都是快速失败（fast-fail）的。

在HashMap中，有一个变量modCount来指示集合被修改的次数。在创建Iterator迭代器的时候，会给这个变量赋值给expectedModCount。当集合方法修改集合元素时，例如集合的remove()方法时，此时会修改modCount值，但不会同步修改expectedModCount值。当使用迭代器遍历元素操作时，会首先对比expectedModCount与modCount是否相等。如果不相等，则马上抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。而通过Iterator的remove()方法移除元素时，会同时更新expectedModCount的值，将modCount的值重新赋值给expectedModCount，这样下一次遍历时，就不会发抛出ava.util.ConcurrentModificationException异常。

具体从代码来看。

首先看HashMap的remove方法：

public V remove(Object key) {    Node<K,V> e;    return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?        null : e.value;}/** * Implements Map.remove and related methods * * @param hash hash for key * @param key the key * @param value the value to match if matchValue, else ignored * @param matchValue if true only remove if value is equal * @param movable if false do not move other nodes while removing * @return the node, or null if none */final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,                           boolean matchValue, boolean movable) {    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&        (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {        Node<K,V> node = null, e; K k; V v;        if (p.hash == hash &&            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            node = p;        else if ((e = p.next) != null) {            if (p instanceof TreeNode)                node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);            else {                do {                    if (e.hash == hash &&                        ((k = e.key) == key ||                         (key != null && key.equals(k)))) {                        node = e;                        break;                    }                    p = e;                } while ((e = e.next) != null);            }        }        if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||                             (value != null && value.equals(v)))) {            if (node instanceof TreeNode)                ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);            else if (node == p)                tab[index] = node.next;            else                p.next = node.next;            //在真正移除节点时，修改modCount的值            ++modCount;            --size;            afterNodeRemoval(node);            return node;        }    }    return null;} /** * The number of times this HashMap has been structurally modified * Structural modifications are those that change the number of mappings in * the HashMap or otherwise modify its internal structure (e.g., * rehash).  This field is used to make iterators on Collection-views of * the HashMap fail-fast.  (See ConcurrentModificationException). */transient int modCount;//指示HashMap被修改的次数

当通过remove移除HashMap中的一个元素时，会修改modCount值，其他修改HashMap集合的方法也会修改modCount值。该值在创建迭代器的时候，会赋值给expectedModCount，在迭代器工作的时候，会判定检查modCount值是否修改了。如果该值被修改了，则抛出ConcurrentModificationException异常。HashMap的Value迭代器实现如下：

final class ValueIterator extends HashIterator    implements Iterator<V> {    public final V next() { return nextNode().value; }}abstract class HashIterator {    Node<K,V> next;        // next entry to return    Node<K,V> current;     // current entry    int expectedModCount;  // for fast-fail    int index;             // current slot    HashIterator() {        //在构造迭代器的时候，将modCount值赋值给expectedModCount        expectedModCount = modCount;        Node<K,V>[] t = table;        current = next = null;        index = 0;        if (t != null && size > 0) { // advance to first entry            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);        }    }    public final boolean hasNext() {        return next != null;    }    final Node<K,V> nextNode() {        Node<K,V>[] t;        Node<K,V> e = next;        //在获取下一个节点前，先判定modCount值是否修改，如果被修改了则抛出ConcurrentModificationException异常，从前面可以知道，当修改了HashMap的时候，都会修改modCount值。        if (modCount != expectedModCount)            throw new ConcurrentModificationException();        if (e == null)            throw new NoSuchElementException();        if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {            do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);        }        return e;    }    //迭代器的删除操作，会重新给exceptedModCount赋值，因此不会导致fast-fail    public final void remove() {        Node<K,V> p = current;        if (p == null)            throw new IllegalStateException();        //先判定modCount值是否被修改了        if (modCount != expectedModCount)            throw new ConcurrentModificationException();        current = null;        K key = p.key;        removeNode(hash(key), key, null, false, false);        //将modCount值重新赋值给expectedModCount，这样下次迭代时，不会出现fast-fail        expectedModCount = modCount;    }}

可以看到，通过迭代器remove一个元素，虽然会改变modCount值，但会将modCount值重新赋值为expectedModCount，这样下次再迭代时，不会出现fast-fail。而通过HashMap的remove方法会修改modCount值，但不会更新迭代器的expectedModCount值，所以迭代器在迭代操作时，会抛出ConcurrentModificationException异常。

如果从结构上对映射进行修改，除非通过迭代器自身的 remove 或 add 方法，其他任何时间任何方式的修改，迭代器都将抛出 ConcurrentModificationException。因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败。注意，迭代器的快速失败行为不能得到保证，一般来说，存在不同步的并发修改时，不能作出任何坚决的保证。快速失败迭代器尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。

具体的例子可以参考文章：关于List比较好玩的操作