Java 遍历List ConcurrentModificationException 异常解析

来源：互联网发布：淘宝小白帽编辑：程序博客网时间：2024/06/06 19:15

一、单线程
1. 异常情况举例
只要抛出出现异常，可以肯定的是代码一定有错误的地方。先来看看都有哪些情况会出现ConcurrentModificationException异常，下面以ArrayList remove 操作进行举例：

使用的数据集合：

     List myList = new ArrayList();           myList.add( "1");           myList.add( "2");           myList.add( "3");           myList.add( "4");           myList.add( "5");

以下三种情况都会出现异常：

     Iterator it = myList.iterator();            while (it.hasNext()) {                String value = it.next();                 if (value.equals( "3")) {                     myList.remove(value);  // error                }           }            for (Iterator it = myList.iterator(); it.hasNext();) {                String value = it.next();                 if (value.equals( "3")) {                     myList.remove(value);  // error                }           }            for (String value : myList) {                System. out.println( "List Value:" + value);                 if (value.equals( "3")) {                     myList.remove(value);  // error                }           }

异常信息如下：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationExceptionat java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)

根本原因
以上都有3种出现异常的情况有一个共同的特点，都是使用Iterator进行遍历，且都是通过ArrayList.remove(Object) 进行删除操作。
想要找出根本原因，直接查看ArrayList源码看为什么出现异常：

public class ArrayList extends AbstractList        implements Cloneable, Serializable, RandomAccess {         @Override public boolean remove(Object object) {        Object[] a = array;        int s = size;        if (object != null) {            for (int i = 0; i < s; i++) {                if (object.equals(a[i])) {                    System.arraycopy(a, i + 1, a, i, --s - i);                    a[s] = null;  // Prevent memory leak                    size = s;                    modCount++;  // 只要删除成功都是累加                    return true;                }            }        } else {            for (int i = 0; i < s; i++) {                if (a[i] == null) {                    System.arraycopy(a, i + 1, a, i, --s - i);                    a[s] = null;  // Prevent memory leak                    size = s;                    modCount++;  // 只要删除成功都是累加                    return true;                }            }        }        return false;    }       @Override public Iterator iterator() {        return new ArrayListIterator();    }       private class ArrayListIterator implements Iterator {          ......          // 全局修改总数保存到当前类中        /** The expected modCount value */        private int expectedModCount = modCount;        @SuppressWarnings("unchecked") public E next() {            ArrayList ourList = ArrayList.this;            int rem = remaining;               // 如果创建时的值不相同，抛出异常            if (ourList.modCount != expectedModCount) {                throw new ConcurrentModificationException();            }            if (rem == 0) {                throw new NoSuchElementException();            }            remaining = rem - 1;            return (E) ourList.array[removalIndex = ourList.size - rem];        }             ......     }}

List、Set、Map 都可以通过Iterator进行遍历，这里仅仅是通过List举例，在使用其他集合遍历时进行增删操作都需要留意是否会触发ConcurrentModificationException异常。

解决方案
上面列举了会出现问题的几种情况，也分析了问题出现的根本原因，现在来总结一下怎样才是正确的，如果避免遍历时进行增删操作不会出现ConcurrentModificationException异常。
```
    // 1 使用Iterator提供的remove方法，用于删除当前元素
```

     for (Iterator it = myList.iterator(); it.hasNext();) {                String value = it.next();                 if (value.equals( "3")) {                     it.remove();  // ok                }           }           System. out.println( "List Value:" + myList.toString());

        // 2 建一个集合，记录需要删除的元素，之后统一删除

     List templist = new ArrayList();            for (String value : myList) {                 if (value.equals( "3")) {                     templist.add(value);                }           }

        // 可以查看removeAll源码，其中使用Iterator进行遍历

     myList.removeAll(templist);           System. out.println( "List Value:" + myList.toString());

         // 3. 使用线程安全CopyOnWriteArrayList进行删除操作

    List myList = new CopyOnWriteArrayList();           myList.add( "1");           myList.add( "2");           myList.add( "3");           myList.add( "4");           myList.add( "5");           Iterator it = myList.iterator();            while (it.hasNext()) {                String value = it.next();                 if (value.equals( "3")) {                     myList.remove( "4");                     myList.add( "6");                     myList.add( "7");                }           }           System. out.println( "List Value:" + myList.toString());

        // 4. 不使用Iterator进行遍历，需要注意的是自己保证索引正常

    for ( int i = 0; i < myList.size(); i++) {                String value = myList.get(i);                System. out.println( "List Value:" + value);                 if (value.equals( "3")) {                     myList.remove(value);  // ok                     i--; // 因为位置发生改变，所以必须修改i的位置                }           }           System. out.println( "List Value:" + myList.toString());

输出结果都是：List Value:[1, 2, 4, 5] ，不会出现异常。
以上4种解决办法在单线程中测试完全没有问题，但是如果在多线程中呢？

二、多线程
1. 同步异常情况举例
上面针对ConcurrentModificationException异常在单线程情况下提出了4种解决方案，本来是可以很哈皮的洗洗睡了，但是如果涉及到多线程环境可能就不那么乐观了。
下面的例子中开启两个子线程，一个进行遍历，另外一个有条件删除元素：

     final List myList = createTestData();          new Thread(new Runnable() {               @Override               public void run() {                    for (String string : myList) {                         System.out.println("遍历集合 value = " + string);                         try {                              Thread.sleep(100);                         } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();                         }                    }               }          }).start();          new Thread(new Runnable() {               @Override               public void run() {                 for (Iterator it = myList.iterator(); it.hasNext();) {                     String value = it.next();                     System.out.println("删除元素 value = " + value);                     if (value.equals( "3")) {                          it.remove();                     }                     try {                              Thread.sleep(100);                         } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();                         }                }               }          }).start();

输出结果：
遍历集合 value = 1
删除元素 value = 1
遍历集合 value = 2
删除元素 value = 2
遍历集合 value = 3
删除元素 value = 3

Exception in thread "Thread-0" 删除元素 value = 4java.util.ConcurrentModificationExceptionat java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)at list.ConcurrentModificationExceptionStudy$1.run(ConcurrentModificationExceptionStudy.java:42)at java.lang.Thread.run(Unknown Source)删除元素 value = 5

结论：
上面的例子在多线程情况下，仅使用单线程遍历中进行删除的第1种解决方案使用it.remove()，但是测试得知4种的解决办法中的1、2、3依然会出现问题。
接着来再看一下JavaDoc对java.util.ConcurrentModificationException异常的描述：
当方法检测到对象的并发修改，但不允许这种修改时，抛出此异常。
说明以上办法在同一个线程执行的时候是没问题的，但是在异步情况下依然可能出现异常。

尝试方案
(1) 在所有遍历增删地方都加上synchronized或者使用Collections.synchronizedList，虽然能解决问题但是并不推荐，因为增删造成的同步锁可能会阻塞遍历操作。
(2) 推荐使用ConcurrentHashMap或者CopyOnWriteArrayList。
CopyOnWriteArrayList注意事项
(1) CopyOnWriteArrayList不能使用Iterator.remove()进行删除。
(2) CopyOnWriteArrayList使用Iterator且使用List.remove(Object);会出现如下异常：

java.lang.UnsupportedOperationException: Unsupported operation removeat java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList$ListIteratorImpl.remove(CopyOnWriteArrayList.java:804)

解决方案
单线程情况下列出4种解决方案，但是发现在多线程情况下仅有第4种方案才能在多线程情况下不出现问题。

     List myList = new CopyOnWriteArrayList();           myList.add( "1");           myList.add( "2");           myList.add( "3");           myList.add( "4");           myList.add( "5");          new Thread(new Runnable() {               @Override               public void run() {                    for (String string : myList) {                         System.out.println("遍历集合 value = " + string);                         try {                              Thread.sleep(100);                         } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();                         }                    }               }          }).start();          new Thread(new Runnable() {               @Override               public void run() {                    for (int i = 0; i < myList.size(); i++) {                         String value = myList.get(i);                         System.out.println("删除元素 value = " + value);                     if (value.equals( "3")) {                          myList.remove(value);                          i--; // 注意                                                }                     try {                              Thread.sleep(100);                         } catch (InterruptedException e) {                              e.printStackTrace();                         }                    }               }          }).start();

输出结果：
删除元素 value = 1
遍历集合 value = 1
删除元素 value = 2
遍历集合 value = 2
删除元素 value = 3
遍历集合 value = 3
删除元素 value = 4
遍历集合 value = 4
删除元素 value = 5
遍历集合 value = 5

OK，搞定

相关链接

1 Java ConcurrentModificationException 异常分析与解决方案

2 抛ConcurrentModificationException原因的深究以及解决方案

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