List之ConcurrentModificationException异常

一时失言乱红尘 2021-10-15 01:33 333阅读 0赞

一、前言

Java开发工作中，集合类ArrayList应该是使用非常频繁了。在使用过程中，可能会遇到迭代删除的需求场景，此时如果代码书写不当，就会抛出 java.util.ConcurrentModificationException 异常信息。下面对这个异常做点分析，为什么会出现异常，怎样去正确的迭代删除。

二、异常分析

测试代码如下：

package com.cfang.prebo.oTest;
    
    import java.util.Iterator;
    import java.util.List;
    
    import com.alibaba.fastjson.JSON;
    import com.google.common.collect.Lists;
    
    public class TestListException {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		List<Integer> list = Lists.newArrayList();
    		list.add(1);
    		Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
    		while(iterator.hasNext()) {
    			Integer val = iterator.next();
    			if(val == 1) {
    				list.remove(val);
    //				iterator.remove();
    			}
    		}
    		System.out.println("result:" + JSON.toJSONString(list));
    	}
    }

运行结果：

![685922-20190808101313681-1633948526.png][]

从异常栈信息中可以看出，最终抛出此异常的方法，是checkForComodification方法。下面进行追根逐源的看看，为什么方法会抛出异常。

整体贴出对List进行迭代的关键性代码片段：

public Iterator<E> iterator() {
            return new Itr();
        }
    
        /**
         * An optimized version of AbstractList.Itr
         */
        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;
    
            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];
            }
    
            public void remove() {
                if (lastRet < 0)
                    throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();
    
                try {
                    ArrayList.this.remove(lastRet);
                    cursor = lastRet;
                    lastRet = -1;
                    expectedModCount = modCount;
                } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
    
            final void checkForComodification() {
                if (modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

对List的迭代iterator会new出个Itr对象的引用，Itr是个成员内部类实现。其中几个关键性的属性：

cursor - 游标索引，表示下一个可访问的元素的索引

lastRet - 还是索引，是上一个元素的索引。默认值-1

expectedModCount - 对集合的修改期望值，初始值等于modCount

modCount的定义在AbstractList中，初始值为0，如下定义：

protected transient int modCount = 0;

该值会在List的方法add以及remove中，进行加1操作，如下代码片段：

public E remove(int index) {
            rangeCheck(index);
    
            modCount++;
            E oldValue = elementData(index);
    
            int numMoved = size - index - 1;
            if (numMoved > 0)
                System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                                 numMoved);
            elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    
            return oldValue;
        }

public boolean add(E e) {
            ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
            elementData[size++] = e;
            return true;
        }
    
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
            if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
                minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
            }
    
            ensureExplicitCapacity(minCapacity);
        }
    
        private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
            modCount++;
    
            // overflow-conscious code
            if (minCapacity - elementData.length > 0)
                grow(minCapacity);
        }

也就是说，在进行add和remove的时候，都会将modCount值修改。

好了，铺垫到这里，就可以来结合测试main方法来进行解释说明了。

1、初始化ArrayList，调用list.add方法，此时，modCount=1，list.size = 1

2、初始化itreator迭代循环。此时，expectedModCount = modCount = 1，cursor默认值0，lastRet默认值-1

3、itreator.hasNext方法判断，cursor != size成立，有元素可访问，进入循环

4、调用itreator.next方法，校验后获取值。此时expectedModCount == modCount成立，校验通过。获取值并设置相关属性 lastRet = 0，cursor = 1

5、调用list.remove方法，modCount加1。此时，modCount=2，list.size = 0

6、itreator.hasNext方法判断，cursor != size成立，进入循环

7、调用itreator.next方法，校验方法checkForComodification，此时，expectedModCount != modCount成立，抛出ConcurrentModificationException异常

写到这里，基本上为啥会出现异常，应该是已经非常明了，恍然大悟般的清晰了。其实，总结起来就是：如果是使用list.remove的话，会导致expectedModCount != modCount条件成立，也即两个的值会不等。当然了，使用for-each迭代也是一样的，毕竟for-each底层如果是对集合遍历的话，还是itreator去做的。

说完原因呢，下面简单说说解决办法：

单线程情况下：可以使用迭代器itreator提供的remove，从源码中可以看出，在方法中会对cursor、lastRet重设值，将expectedModCount重新设值为modCount。

多线程情况下：1、迭代删除使用锁 - synchronized或者lock

2、创建安全的容器 - Collections.synchronizedList方法、CopyOnWriteArrayList

转载于:https://www.cnblogs.com/eric-fang/p/11320093.html

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