快速失败Vs安全失败

我会带着你远行 2022-05-15 23:04 187阅读 0赞

简介：

当错误发生时，如果系统立即关闭，即是快速失败，系统不会继续运行。运行中发生错误，它会立即停止操作，错误也会立即暴露。而安全失败系统在错误发生时不会停止运行。它们隐蔽错误，继续运行，而不会暴露错误。这两种模式，孰优孰优，是系统设计中常讨论的话题，在此，我们只讨论java中的快速失败和安全失败迭代器。

Java快速失败与安全失败迭代器 :

java迭代器提供了遍历集合对象的功能，集合返回的迭代器有快速失败型的也有安全失败型的，快速失败迭代器在迭代时如果集合类被修改，立即抛出ConcurrentModificationException异常，而安全失败迭代器不会抛出异常，因为它是在集合类的克隆对象上操作的。我们来看看快速失败和 安全失败迭代器的具体细节。

java快速失败迭代器 :

大多数集合类返回的快速失败迭代器在遍历时不允许结构性修改（结构性修改指添加，删除和更新一个元素） 当遍历的同时被结构性修改，就会抛出ConcurrentModificationException异常，而当集合是被迭代器自带的方法（如remove()）修改时，不会抛出异常。

快速失败迭代器运行原理：

所有的集合类都维护着一个对象数组（Object\[\]）,用来存储元素, 快速失败迭代器直接从数组中获取元素，在迭代过程中，总是假定该内部数组不会被修改。为了判断这个集合是否被修改，它们使用名为modCount的内部标识，当集合被修改，该标识也会更新。迭代器每次调用next()方法，都会检查modCount，如果发现modCount被更新，就会抛出ConcurrentModificationException异常。

ArrayList，Vector，HashMap等集合返回的迭代器都是快速失败类型的。

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

public class FailFastIteratorExample

public static void main(String\[\] args)

//Creating an ArrayList of integers

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

//Adding elements to list

list.add(1452);

list.add(6854);

list.add(8741);

list.add(6542);

list.add(3845);

//Getting an Iterator from list

Iterator<Integer> it = list.iterator();

while (it.hasNext())

Integer integer = (Integer) it.next();

list.add(8457);      //This will throw ConcurrentModificationException

Output :

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)

at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)

at pack1.MainClass.main(MainClass.java:32)

**Java安全失败迭代器 :**

**安全失败迭代器在迭代中被修改，不会抛出任何异常，因为它是在集合的克隆对象迭代的，所以任何对原集合对象的结构性修改都会被迭代器忽略，但是这类迭代器有一些缺点，其一是它不能保证你迭代时获取的是最新数据，因为迭代器创建之后对集合的任何修改都不会在该迭代器中更新，还有一个缺点就是创建克隆对象在时间和内存上都会增加一些负担。**

ConcurrentHashMap返回的迭代器是安全失败迭代器：

import java.util.Iterator;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class FailSafeIteratorExample

public static void main(String\[\] args)

//Creating a ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();

//Adding elements to map

map.put("ONE", 1);

map.put("TWO", 2);

map.put("THREE", 3);

map.put("FOUR", 4);

//Getting an Iterator from map

Iterator<String> it = map.keySet().iterator();

while (it.hasNext())

String key = (String) it.next();

System.out.println(key+" : "+map.get(key));

map.put("FIVE", 5);     //This will not be reflected in the Iterator

Output :

TWO : 2

FOUR : 4

ONE : 1

THREE : 3

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">快速失败迭代器</td> 
   <td style="vertical-align:top;">安全失败迭代器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">在迭代时不允许修改集合</td> 
   <td style="vertical-align:top;">在迭代时允许修改集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">迭代时被修改抛出ConcurrentModificationException异常</td> 
   <td style="vertical-align:top;">迭代时集合被修改不抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">使用原集合遍历集合元素</td> 
   <td style="vertical-align:top;">使用原集合的副本遍历集合元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">迭代器不要求额外的内存</td> 
   <td style="vertical-align:top;">迭代器需要额外的内存克隆集合对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1" style="vertical-align:top;">示例：ArrayList, Vector, HashMap</td> 
   <td colspan="1" style="vertical-align:top;">示例：ConcurrentHashMap</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

译者语：

总体而言是一篇好文章，就是有一个地方和javadoc有出入，即“大多数集合类返回的快速失败迭代器在遍历时不允许结构性修改（结构性修改指添加，删除和更新集合中一个元素）”这一句，而javadoc中对此的解释是“结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作，或者显式调整底层数组的大小；仅仅设置元素的值不是结构上的修改。” 以javadoc中的为准。

牛客讨论：[快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么？][fail-fast_fail-safe]

但是自己多个线程同时遍历和修改concurrenthashmap时，迭代器和map对象却都能实时的更改，貌似和以上结论不一致，需要继续深入研究下。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。未完待续

[fail-fast_fail-safe]: https://www.nowcoder.com/questionTerminal/95e4f9fa513c4ef5bd6344cc3819d3f7?pos=101&mutiTagIds=570&orderByHotValue=1