Java面試必備之ArrayList陷阱解析
問題分析
疑惑滿滿
小楓聽到這個(gè)面試題的時(shí)候,心想這是什么水面試官,怎么問這么簡(jiǎn)單的題目,心想一個(gè)for循環(huán)加上equal判斷再刪除不就完事了嗎?但是轉(zhuǎn)念一想,不對(duì),這里面肯定有陷阱,不然不會(huì)問這么看似簡(jiǎn)單的問題。小楓突然想起來之前寫代碼的時(shí)候好像遇到過這個(gè)問題,也是在ArrayList中刪除指定元素,但是直接for循環(huán)remove元素的時(shí)候還拋出了異常,面試官的陷阱估計(jì)在這里。小楓暗自竊喜,找到了面試官埋下的陷阱。 小楓回想起當(dāng)天的的測(cè)試情況,代碼進(jìn)行了脫敏改造。當(dāng)初是要在ArrayList中刪除指定元素,小楓三下五除二,酣暢淋漓的寫下了如下的代碼,信心滿滿的點(diǎn)了Run代碼的按鈕,結(jié)果尷尬了,拋異常了。
public class TestListMain { public static void main(String[] args) { List<String> result = new ArrayList<>(); result.add("a"); result.add("b"); result.add("c"); result.add("d"); for (String s : result) { if ("b".equals(s)) { result.remove("b"); } } } }
一個(gè)大大紅色的異常馬上就出來了,OMG,怎么會(huì)這樣呢,感覺代碼沒什么問題啊,趕緊看看拋了什么異常,在哪里拋的異常吧??梢钥闯鰜頀伭艘粋€(gè)ConcurrentModificationException的異常,而且是在Itr這個(gè)類中的一個(gè)檢測(cè)方法中拋出來的異常,這是怎么回事呢?我們的原始代碼中并沒有這個(gè)Itr代碼,真是百思不得其解。
撥云見日
既然從源代碼分析不出來,我們就看下源代碼編譯后的class文件中的內(nèi)容是怎樣的吧,畢竟class文件才是JVM真正執(zhí)行的代碼,不看不知道,一看嚇一跳,JDK原來是這么玩的。原來如此,我們?cè)即a中的for-each語句,編譯后的實(shí)際是以迭代器來代替執(zhí)行的。
public class TestListMain { public TestListMain() { } public static void main(String[] args) { List<String> result = new ArrayList(); result.add("a"); result.add("b"); result.add("c"); result.add("d"); //創(chuàng)建迭代器 Iterator var2 = result.iterator(); while(var2.hasNext()) { String s = (String)var2.next(); if ("b".equals(s)) { result.remove("b"); } } } }
通過ArrayList創(chuàng)建的Itr這個(gè)內(nèi)部類迭代器,于是for-each循環(huán)就轉(zhuǎn)化成了迭代器加while循環(huán)的方式,原來看上去的for-each循環(huán)被掛羊頭賣狗肉了。
public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }
Itr這個(gè)內(nèi)部類迭代器,通過判斷hasNext()來判斷迭代器是否有內(nèi)容,而next()方法則獲取迭代器中的內(nèi)容。
private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; Itr() {} public boolean hasNext() { return cursor != size; } @SuppressWarnings("unchecked") 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]; } ... }
大致的過程如下所示:
真正拋異常的地方是這個(gè)檢測(cè)方法, 當(dāng)modCount與expectedModCount不相等的時(shí)候直接拋出異常了。那我們要看下modCount以及expectedModCount分別是什么。這里的modCount代表ArrayList的修改次數(shù),而expectedModCount代表的是迭代器的修改次數(shù),在創(chuàng)建Itr迭代器的時(shí)候,將modCount賦值給了expectedModCount,因此在本例中一開始modCount和expectedModCount都是4(添加了四次String元素)。但是在獲取到b元素之后,ArrayList進(jìn)行了remove操作,因此modCount就累加為5了。因此在進(jìn)行檢查的時(shí)候就出現(xiàn)了不一致,最終導(dǎo)致了異常的產(chǎn)生。到此我們找到了拋異常的原因,循環(huán)使用迭代器進(jìn)行循環(huán),但是操作元素卻是使用的ArrayList操作,因此迭代器在循環(huán)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)元素被修改了所以拋出異常。
我們?cè)賮硭伎枷?,為什么要有這個(gè)檢測(cè)呢?這個(gè)異常到底起到什么作用呢?我們先來開下ConcurrentModificationException的注釋是怎么描述的。簡(jiǎn)單理解就是不允許一個(gè)線程在修改集合,另一個(gè)線程在集合基礎(chǔ)之上進(jìn)行迭代。一旦檢測(cè)到了這種情況就會(huì)通過fast-fail機(jī)制,拋出異常,防止后面的不可知狀況。
/** *** * For example, it is not generally permissible for one thread to modify a Collection * while another thread is iterating over it. In general, the results of the * iteration are undefined under these circumstances. Some Iterator * implementations (including those of all the general purpose collection implementations * provided by the JRE) may choose to throw this exception if this behavior is * detected. Iterators that do this are known as <i>fail-fast</i> iterators, * as they fail quickly and cleanly, rather that risking arbitrary, * non-deterministic behavior at an undetermined time in the future. *** **/ public class ConcurrentModificationException extends RuntimeException { ... }
回顧整個(gè)過程
如何正確的刪除
既然拋異常的原因是循環(huán)使用了迭代器,而刪除使用ArrayList導(dǎo)致檢測(cè)不通過。那么我們就循環(huán)使用迭代器,刪除也是用迭代器,這樣就可以保證一致了。
public class TestListMain { public static void main(String[] args) { List<String> result = new ArrayList<>(); result.add("a"); result.add("b"); result.add("c"); result.add("d"); Iterator<String> iterator = list.iterator(); while (iterator .hasNext()) { String str = iterator.next(); if ("b".equals(str)) { iterator.remove(); } } }
總結(jié)
本文主要對(duì)于ArrayList在for循環(huán)中進(jìn)行元素刪除出現(xiàn)的異常進(jìn)行源碼分析,這也是面試的時(shí)候經(jīng)常出現(xiàn)的面試陷阱題,面試官通過這樣看似簡(jiǎn)單的題目考察候選者的JDK源碼的掌握程度。
真正的大師永遠(yuǎn)懷著一顆學(xué)徒的心
到此這篇關(guān)于Java面試必備之ArrayList陷阱解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ArrayList內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
Java生成范圍內(nèi)隨機(jī)整數(shù)的三種方法
在Java中生成隨機(jī)數(shù)的場(chǎng)景有很多,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java生成范圍內(nèi)隨機(jī)整數(shù)的三種方法,文中通過實(shí)例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下2022-07-07Java8 將一個(gè)List<T>轉(zhuǎn)為Map<String,T>的操作
這篇文章主要介紹了Java8 將一個(gè)List<T>轉(zhuǎn)為Map<String, T>的操作,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2021-02-02Spring?Boot項(xiàng)目中使用OpenAI-Java的示例詳解
Spring?Boot是由Pivotal團(tuán)隊(duì)提供的全新框架,其設(shè)計(jì)目的是用來簡(jiǎn)化新Spring應(yīng)用的初始搭建以及開發(fā)過程,這篇文章主要介紹了Spring?Boot項(xiàng)目中使用OpenAI-Java的示例詳解,需要的朋友可以參考下2023-04-04mybatis查詢結(jié)果返回至實(shí)體類的示例代碼
這篇文章主要介紹了mybatis查詢結(jié)果返回至實(shí)體類的示例代碼,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-07-07Spring框架的環(huán)境搭建和測(cè)試實(shí)現(xiàn)
這篇文章主要介紹了Spring框架的環(huán)境搭建和測(cè)試實(shí)現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-10-10