Java的fail fast機(jī)制

首先說(shuō)說(shuō)現(xiàn)象，當(dāng)我們使用iterator迭代器遍歷一個(gè)集合的過(guò)程中，如果其它線(xiàn)程，或者它自己向這個(gè)集合新增或刪除了一個(gè)key-value，那么當(dāng)前線(xiàn)程就會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常。

然后說(shuō)說(shuō)原理。無(wú)論是AbstractList，還是HashMap，它們都擁有一個(gè)modCount變量，每當(dāng)我們向集合新增或者刪除元素，都會(huì)使modCount的值增加1，這個(gè)參數(shù)就好像集合的操作版本號(hào)。當(dāng)我們?cè)诘?，?huì)創(chuàng)建一個(gè)expectedModCount，記錄了迭代之前的操作版本號(hào)，每次迭代獲取數(shù)據(jù)時(shí)，都會(huì)檢查一下，當(dāng)前的modCount是否與expectedModCount想等，若不相等，則說(shuō)明在當(dāng)前線(xiàn)程迭代遍歷元素時(shí)，有其他的線(xiàn)程操作了集合。

集合包下面的集合都不是線(xiàn)程安全的，都會(huì)有并發(fā)問(wèn)題，所以都包含modCount變量。使用fail fast機(jī)制，當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程在迭代遍歷，另一個(gè)線(xiàn)程在新增、刪除元素時(shí)，就會(huì)立刻報(bào)錯(cuò)。

注意: 一個(gè)線(xiàn)程在迭代遍歷，另一個(gè)線(xiàn)程在修改元素時(shí)，并不會(huì)觸發(fā)fail fast。可以看ArrayList和LinkedList的set()源碼，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)modCount的痕跡(你只要不刪除，或者新增元素，就沒(méi)問(wèn)題)。

并且，fail fast僅僅是一個(gè)錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，因?yàn)镴DK并不能保證fail fast一定會(huì)發(fā)生。若在多線(xiàn)程環(huán)境下使用fail-fast機(jī)制的集合，建議使用“java.util.concurrent包下的類(lèi)”去取代“java.util包下的類(lèi)”。

口說(shuō)無(wú)憑，我們來(lái)看看源碼。就拿LinkedList來(lái)舉例，代碼如下所示:

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("123");
list.add("456");
list.add("789");
for (String str : list) {
	list.remove();
}

首次執(zhí)行l(wèi)ist.remove()是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的，但是當(dāng)進(jìn)入下一輪循環(huán)時(shí)，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

當(dāng)我們使用for循環(huán)遍歷任何一個(gè)List之前，底層都會(huì)調(diào)用listIterator( )方法，創(chuàng)建一個(gè)ListIterator對(duì)象，用于遍歷。LinkedList也不例外，它重寫(xiě)了listIterator()方法，返回了一個(gè)自定義的ListItr對(duì)象。

public ListIterator<E> listIterator(int index) {
	checkPositionIndex(index);
	return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
	// 省略..
	private int expectedModCount = modCount;
	ListItr(int index) {
		省略..
	}
	public E next() {
		checkForComodification();
		省略..
	}
	final void checkForComodification() {
		if (modCount != expectedModCount)
			throw new ConcurrentModificationException();
	}
}

我省略了許多與本文無(wú)關(guān)的代碼，關(guān)鍵代碼就那么幾句。執(zhí)行l(wèi)istIerator()方法時(shí)，一定會(huì)創(chuàng)建一個(gè)ListItr對(duì)象，同時(shí)一定會(huì)初始化它的成員變量expectedModCount，等于當(dāng)前的modCount。

接下來(lái)就是遍歷，遍歷無(wú)非就是獲取List中的下一個(gè)元素，用屁股想想，調(diào)用的不就是next()方法么，next()方法一上來(lái)就執(zhí)行了checkForComodification()，比較一下當(dāng)前的modCount是否與expectedModCount一樣，如果不一樣，就拋出異常。

這個(gè)意思不就是在說(shuō)，如果在遍歷List的過(guò)程中，你敢做新增或者刪除操作(累加了modCount的值)，那就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

值得注意的是，報(bào)錯(cuò)的地方不是list.remove()，報(bào)錯(cuò)的是你做了新增、刪除操作后的接下來(lái)的一輪遍歷時(shí)，獲取數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。

那是不是只要遍歷集合時(shí)，新增或者刪除(或者其它改變modCount的操作)，都會(huì)報(bào)錯(cuò)呢？

不是的，只要你在查詢(xún)數(shù)據(jù)的時(shí)候，繞開(kāi)包含了modCount檢查的方法，就不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

String str;
while((str = list.peekFirst()) != null) {
	System.out.println(str);
	list.pop();
}

上面的代碼也是在遍歷鏈表，但是不會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閘ist.pop()沒(méi)有修改modCount的值，peekFirst()也沒(méi)有去檢查modCount，fail fast不復(fù)存在，就不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

到此這篇關(guān)于Java集合包中的fail fast機(jī)制詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java的fail fast機(jī)制內(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！

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