java.util.concurrentModificationException详解（为什么要这样做，如何实现)以及解决问题过程中的有趣发现

系统管理员 2021-01-24 19:09 454阅读 0赞

今天遇到一个极为神奇的问题。

改了名字就报错，不改就正确。

定位到错误代码

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNTQzNjM0_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

注意我黑色圈出来的东西。ioc是一个HashMap，ioc.values()返回的是一个Collection,在进行迭代的过程，我对ioc里面的内容进行了修改，看一下括号括起来的东西，我进行了remove和put，这就会引发fail-fast，即快速错误，就是知道后面肯定会报错，提前中断，抛出错误原因。

出错的原因在于我改了一个类的名字，这个类的对象在ioc中放着，为了找出错误原因，我把ioc的内容分别打印出来。

改名前

![20190129095455588.png][]

改名后

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNTQzNjM0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

改名后就报错，这也太神奇了，仔细观察可以发现，我改名之后，ioc里面的对象位置发生了变化，被改名的类DemoAspect由最后一个，变到了最后一个。所以不应该是名字的问题，而是ioc索引顺序的问题，至于为什么改名会引起顺序变化，因为hashmap是按照hash值排序的，名字改变一定会引起hash值的改变。

所以代码本来就有问题，只是我刚好避开了问题的抛出，改了名字之后才让问题浮现了出来。

那么为什么在第一个就报错，在最后一个就不报错呢。

需要看一下hashmap的源码

/**
         * 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;

在hashMap中有这样一个变量（其实不光是hashMap,所有的Collection，Map都有），通过注释我们知道这是来记录修改次数的，目的是为了让迭代器快速失败。

为什么呢？

Iterator是工作在一个独立的线程中，并且拥有一个mutex锁。
    Iterator被创建之后会建立一个指向原来对象的单链索引表，当原来的对象数量发生变化时，这个索引表的内容不会同步改变。
    当索引指针往后移的时候就找不到要迭代的对象，所以按照fail-fast原则Iterator会马上抛出java.util.concurrentModficationException
    所以Iterator在工作的时候是不允许被迭代的对象发生改变的，但是你可以用Iterator本身的方法remove（）来删除对象，Iterator.remove（）方法会在删除当前迭代对象的同时维护索引的一致性

进入 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;
                    ++modCount;****************看这里
                    --size;
                    afterNodeRemoval(node);
                    return node;
                }
            }
            return null;
        }

看一下我用\*标记的地方，每次remove  modCount会发生变化

final class Values extends AbstractCollection<V> {
            public final int size()                 { return size; }
            public final void clear()               { HashMap.this.clear(); }
            public final Iterator<V> iterator()     { return new ValueIterator(); }
            public final boolean contains(Object o) { return containsValue(o); }
            public final Spliterator<V> spliterator() {
                return new ValueSpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
            }
            public final void forEach(Consumer<? super V> action) {
                Node<K,V>[] tab;
                if (action == null)
                    throw new NullPointerException();
                if (size > 0 && (tab = table) != null) {
                    int mc = modCount;******看这里
                    for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
                        for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
                            action.accept(e.value);
                    }
                    if (modCount != mc)******看这里
                        throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
        }

在迭代的过程中会判断modCount，如果发生变化就会抛出异常

我们在看一下hashmap内部实现的迭代器的remove方法

public final void remove() {
                Node<K,V> p = current;
                if (p == null)
                    throw new IllegalStateException();
                if (modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                current = null;
                K key = p.key;
                removeNode(hash(key), key, null, false, false);
                expectedModCount = modCount;*****看这里
            }

注意我\*号标记的地方，他在移除了Node之后，重新修改了expectedModCount,相当于把modCount重置，就是这次修改没有被记录进去。

（hashmap所有的操作都是基于node）

所有我的代码把remove删去就运行正常了，为什么put不会报异常呢，这里就要讲一下我代码的逻辑了，我是根据key判断ioc里面有没有这个key，如果有就删去这个节点，然后put新的，key还是原来的key，value发生了改变，刚开始我不知道，hashmap.put可以直接替换旧值，就用了remove。

还是那个问题put也算是修改为什么不报错呢

public V put(K key, V value) {
            return putVal(hash(key), key, value, false, true);
        }
    
        /**
         * Implements Map.put and related methods
         *
         * @param hash hash for key
         * @param key the key
         * @param value the value to put
         * @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
         * @param evict if false, the table is in creation mode.
         * @return previous value, or null if none
         */
        final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                       boolean evict) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                n = (tab = resize()).length;
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
                Node<K,V> e; K k;
                if (p.hash == hash &&
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                else if (p instanceof TreeNode)
                    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else {
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                        if ((e = p.next) == null) {
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                treeifyBin(tab, hash);
                            break;
                        }
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                if (e != null) { // existing mapping for key******看这里
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;******看这里
                }
            }
            ++modCount;
            if (++size > threshold)
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }

注意我用\*号标记的地方，如果存在key的话，就直接用新值替换旧值，并直接return，并不执行++modCount这一步

到此，所以得疑惑都解决了，请注意不光是hashmap，map collection都是这样，因为他们都内部实现了迭代器这个接口

我们看一迭代器的工作流程

迭代器方法：   
![这里写图片描述][20150417232455449]   
迭代器的工作原理：   
![这里写图片描述][20150417232416801]

迭代器是指向两个元素之间的位置，如果后面有元素则hasNext()返回真,当我们调用next()方法时，返回黄色的元素，如上图，当我们调用remove方法是要先调用一次next(),调用remove将返回的元素删除.

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNTQzNjM0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/1611515340995.png
[20190129095455588.png]: /images/1611515320498.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzNTQzNjM0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/1611515295311.png
[20150417232455449]: /images/1611515271899.png
[20150417232416801]: /images/1611515246945.png