java.util.ConcurrentModificationException 原因分析及解决方案

柔光的暖阳◎ 2022-05-14 08:55 162阅读 0赞

码代码的时候发现了这个异常，java.util.ConcurrentModificationException，倒是很熟悉，非线程安全的容器被非法修改了，具体什么原因呢，怎么避免呢，本文简单分析一下，这个小问题其实反映了对容器实现理解的不深刻。

首先，本着从源头找问题的原则，贴一下错误代码：

String str = "test";
    Iterator<Map.Entry<String, String>> it = params.entrySet().iterator();
    while(it.hasNext()){
        Map.Entry<String, String> entry=it.next();
        if (str.equals(params.get(entry.getKey()))) {
            params.remove(entry.getKey());
        }
    }

这是一个hashmap的demo，上面可以清晰的看到，在遍历的过程中，符合条件的记录需要被删掉。我们想当然的使用了容器直接remove的方法。这时候得到了java.util.ConcurrentModificationException异常。

定位一下问题，很明显是出在remove这一行。调查了一下，对于非线程安全的容器，这么搞是不可以的，为啥呢，我们先看下Iterator的next()方法：

final class EntryIterator extends HashIterator
            implements Iterator<Map.Entry<K,V>> {
            public final Map.Entry<K,V> next() { return nextNode(); }
        }
    
    final Node<K,V> nextNode() {
                Node<K,V>[] t;
                Node<K,V> e = next;
                if (modCount != expectedModCount)//重点在这里
                    throw new ConcurrentModificationException();
                if (e == null)
                    throw new NoSuchElementException();
                if ((next = (current = e).next) == null && (t = table) != null) {
                    do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);
                }
                return e;
            }

找到重点了，抛出异常的地方在nextNode比较modCount和expectedModCount的地方。

那再看下mocCount什么时候增加，增加对象的时候增加很好理解，但是减少的时候的呢，看代码，以下是HashMap.remove(Object) 的实现方法：

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;//重点在这里
                    --size;
                    afterNodeRemoval(node);
                    return node;
                }
            }
            return null;
        }

可以看到modCount增加了，但是没expectedModCount什么事，自然而然也就不想等了。

那我们再看下iterator自带的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;//update expectedModCount
            }

这里就把expectedModCount更新了。那么对比起来就没问题了。

所以到这里，我们就找到原因所在了。找到问题，解决起来就方便了。

那么简单说一下解决方案吧：

1.使用iterator的remove，是安全的。从上面的代码中可以看出来，不再多说。

2.使用线程安全的ConcurrentHashMap或者Collections.synchronizedMap(Map<k,v>)

问题解决了，举一反三的来看，对于其他非线程安全的list，set，map也都使用了fail-fast，也都会有这个问题。使用的时候需要注意了。