同步迭代器（Synchronous Iterator）：

Iterator?接口

常用方法：

注意：

擴展小知識:

異步迭代器（Asynchronous Iterator）：

常用的方法

注意：

總結：

代碼示例

示例一：

示例二：

示例三：

在Java中，可以根據迭代器的行為模式將其分為同步迭代器（Synchronous Iterator）和異步迭代器（Asynchronous Iterator）。它們是兩種不同的迭代器模式，用于在遍歷集合或序列時提供不同的行為方式。

同步迭代器（Synchronous Iterator）：

同步迭代器是一種阻塞式的迭代器，它在處理當前元素時會等待操作完成后再返回下一個元素。在使用同步迭代器進行遍歷時，每次調用next()方法，迭代器會檢查當前元素是否已完成處理。如果當前元素仍在處理中，迭代器將阻塞等待，直到操作完成并返回下一個元素。

同步迭代器的優點是可以保證遍歷順序的正確性，因為每次只返回一個元素，并且等待前一個元素處理完成后才返回下一個元素。這在單線程環境或需要確保遍歷順序的場景中非常有用。Java標準庫中的?Iterator?接口就是一種同步迭代器。

Iterator?接口

在程序開發中，經常需要遍歷集合中的所有元素。針對這種需求，Java專門提供了一個接口Iterator。Iterator接口也是集合中的一員，但它與Collection、Map接口有所不同。Collection接口與Map接口主要用于存儲元素，而Iterator主要用于迭代訪問（即遍歷）Collection中的元素，因此Iterator對象也被稱為迭代器。

Iterator迭代器對象在遍歷集合時，內部采用指針的方式來跟蹤集合中的元素，為了讓初學者能更好地理解迭代器的工作原理，接下來通過一個圖例演示Iterator對象迭代元素的過程。

上圖中，在調用Iterator的next()方法之前，迭代器的索引位于第一個元素之前，不指向任何元素，當第一次調用迭代器的next()方法后，迭代器的索引會向后移動一位，指向第一個元素并將該元素返回，當再次調用next()方法時，迭代器的索引會指向第二個元素并將該元素返回，以此類推，直到hasNext()方法返回false，表示到達了集合的末尾，終止對元素的遍歷。

常用方法：

boolean hasNext(): 判斷集合中是否還有下一個元素，如果有則返回true，否則返回false。
E next(): 返回迭代器中的下一個元素，并將迭代器的指針向后移動一位。如果沒有下一個元素，則拋出NoSuchElementException異常。
void remove(): 從集合中刪除迭代器最后一次返回的元素。注意，該方法只能在調用next方法之后且尚未再次調用remove方法時才能調用。如果在調用remove方法之前沒有調用過next方法，或者在上一次調用next方法之后又調用了remove方法，則會拋出IllegalStateException異常。

Iterator接口提供了基本的遍歷功能，可以通過循環結構配合使用hasNext和next方法來遍歷集合中的元素。同時，可以使用remove方法在遍歷過程中刪除特定元素。

注意：

通過迭代器獲取ArrayList集合中的元素時，這些元素的類型都是Object類型，如果想獲取到特定類型的元素，則需要進行對數據類型強制轉換。
在使用Iterator迭代集合時，避免直接在迭代期間修改集合結構，以免觸發ConcurrentModificationException異常。

擴展小知識:

ConcurrentModificationException異常表示在迭代器運行期間，通過集合對象對集合進行了結構性修改（如添加或刪除元素），導致迭代器的預期迭代次數與實際迭代次數不一致，從而拋出異常。

這個異常通常發生在使用普通的Iterator進行迭代時，而不是使用并發安全的迭代器（如ConcurrentHashMap的迭代器）。當你使用普通的Iterator進行迭代時，是不能在迭代過程中直接對集合進行結構性修改的，否則就會觸發ConcurrentModificationException異常。

解決此異常的方法有兩種：

使用Iterator的remove()方法：可以在迭代過程中調用Iterator的remove()方法來刪除元素，它是唯一能夠在迭代期間安全刪除元素的方法。示例代碼如下：

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {String element = iterator.next();if (condition to remove element) {iterator.remove(); // 刪除當前元素，不會拋出異常}
}

使用并發安全的集合類：如果需要在迭代期間對集合進行修改操作，可以考慮使用并發安全的集合類，如CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap等。這些集合類提供了迭代器的安全性，并且允許在迭代期間進行修改操作。

所以，在使用Iterator迭代集合時，避免直接在迭代期間修改集合結構，以免觸發ConcurrentModificationException異常。如果需要修改集合，請使用Iterator的remove()方法或并發安全的集合類來確保迭代器的正確性。

異步迭代器（Asynchronous Iterator）：

異步迭代器是一種非阻塞式的迭代器，它在處理當前元素時不會等待操作完成而立即返回下一個元素。異步迭代器通常采用回調函數、事件通知或其他機制來進行處理結果的通知。

在使用異步迭代器進行遍歷時，調用next()方法會立即返回下一個元素，并且可能會觸發異步處理操作。迭代器會在后臺或其他線程中進行元素的處理，當處理完成時，通過回調函數或事件通知機制將結果通知給使用者。

異步迭代器的優點是可以提高遍歷效率和并發性能，因為它不需要等待當前元素的處理完成。這在多線程環境、異步編程或需要處理耗時操作的場景中非常有用。

常用的方法

next(): 獲取異步迭代器的下一個元素。此方法會返回一個CompletableFuture對象，我們可以通過該對象來獲取異步操作的結果。
hasNext(): 判斷異步迭代器是否還有下一個元素。返回一個CompletableFuture<Boolean>對象，用于表示是否存在下一個元素。
forEachRemaining(action): 對剩余的元素執行給定的操作，直到所有元素都已處理完畢或遇到異常。
tryAdvance(action): 嘗試對下一個元素執行給定的操作。如果存在下一個元素，則對其執行操作并返回true，否則返回false。
close(): 關閉異步迭代器，釋放相關資源。在使用完異步迭代器后，應該及時調用該方法以避免資源泄露。

注意：

同步迭代器和異步迭代器的選擇要根據具體的需求和場景來決定。同步迭代器適合保證遍歷順序和單線程環境，而異步迭代器適合提高遍歷效率和并發性能，但可能需要額外的異步處理機制。

總結：

同步迭代器是阻塞式的，等待當前元素處理完成后再返回下一個元素；異步迭代器是非阻塞式的，在處理當前元素時不等待操作完成而立即返回下一個元素，并通過回調或事件通知機制進行結果通知。在Java中，常見的迭代器是同步迭代器，但可以根據需要自定義或使用第三方庫實現異步迭代器的功能。

代碼示例

示例一：

同步迭代器代碼示例（使用Iterator接口）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;public class Main {public static void main(String[] args) {// 創建一個空的列表List<String> list = new ArrayList<>();// 添加元素到列表list.add("Apple");list.add("Banana");list.add("Orange");// 獲取集合的迭代器Iterator<String> iterator = list.iterator();// 循環遍歷集合中的元素while (iterator.hasNext()) {// 獲取下一個元素并移動迭代器指針String element = iterator.next();System.out.println(element);}}
}

示例二：

異步迭代器代碼示例：

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;// 自定義異步迭代器接口
interface AsyncIterator<T> {CompletableFuture<Boolean> hasNext(); // 異步判斷是否存在下一個元素CompletableFuture<T> next(); // 異步獲取下一個元素void close(); // 關閉迭代器，釋放資源
}// 異步迭代器實現類
class SimpleAsyncIterator<T> implements AsyncIterator<T> {private final T[] elements; // 數據序列private int currentIndex; // 當前索引public SimpleAsyncIterator(T[] elements) {this.elements = elements;this.currentIndex = 0;}@Overridepublic CompletableFuture<Boolean> hasNext() {return CompletableFuture.completedFuture(currentIndex < elements.length); // 完成時返回是否還有下一個元素的結果}@Overridepublic CompletableFuture<T> next() {T element = elements[currentIndex]; // 獲取當前元素currentIndex++; // 索引自增return CompletableFuture.completedFuture(element); // 完成時返回當前元素}@Overridepublic void close() {// 可以在此釋放相關資源}
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 創建數據序列Integer[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};// 創建異步迭代器AsyncIterator<Integer> iterator = new SimpleAsyncIterator<>(numbers);// 創建線程池Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(2);// 異步遍歷和處理數據序列CompletableFuture.runAsync(() -> {while (true) {CompletableFuture<Boolean> hasNextFuture = iterator.hasNext();// 異步獲取是否存在下一個元素hasNextFuture.thenCompose(hasNext -> {if (hasNext) {// 異步獲取下一個元素并處理CompletableFuture<Integer> nextFuture = iterator.next();nextFuture.thenAcceptAsync(Main::processData, executor);} else {// 處理完所有元素后關閉迭代器iterator.close();}return CompletableFuture.completedFuture(null);}).join(); // 阻塞等待完成}}, executor);}// 數據處理方法示例private static void processData(Integer data) {System.out.println("正在處理數據: " + data);// 具體的數據處理邏輯}
}

示例三：

綜合同步迭代器和異步迭代器代碼示例：

import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;// 同步迭代器
class SynchronousIterator implements Iterator<Integer> {private int[] array;    // 存儲數據的數組private int index;      // 當前迭代位置public SynchronousIterator(int[] array) {this.array = array;this.index = 0;}// 檢查是否還有下一個元素@Overridepublic boolean hasNext() {return index < array.length;    // 當前位置是否小于數組長度}// 返回下一個元素，并將迭代器指針向后移動一位@Overridepublic Integer next() {if (hasNext()) {                // 如果還有下一個元素int element = array[index]; // 獲取當前位置的元素index++;                    // 將迭代器指針向后移動一位return element;             // 返回當前元素}throw new NoSuchElementException();   // 拋出異常表示沒有下一個元素}
}// 異步迭代器
class AsynchronousIterator implements Iterator<Integer> {private int[] array;    // 存儲數據的數組private int index;      // 當前迭代位置public AsynchronousIterator(int[] array) {this.array = array;this.index = 0;}// 檢查是否還有下一個元素@Overridepublic boolean hasNext() {// 在此處可以進行異步操作，例如請求遠程數據或執行耗時任務// 返回 true 表示還有元素，返回 false 表示迭代結束return index < array.length;    // 當前位置是否小于數組長度}// 返回下一個元素，并將迭代器指針向后移動一位@Overridepublic Integer next() {if (hasNext()) {                // 如果還有下一個元素int element = array[index]; // 獲取當前位置的元素index++;                    // 將迭代器指針向后移動一位return element;             // 返回當前元素}throw new NoSuchElementException();   // 拋出異常表示沒有下一個元素}
}// 示例用法
public class Main {public static void main(String[] args) {int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };   // 定義一個整數數組作為數據源// 同步迭代器示例Iterator<Integer> syncIterator = new SynchronousIterator(numbers);while (syncIterator.hasNext()) {         // 遍歷迭代器中的元素Integer number = syncIterator.next(); // 獲取當前元素System.out.println(number);           // 輸出當前元素}// 異步迭代器示例Iterator<Integer> asyncIterator = new AsynchronousIterator(numbers);while (asyncIterator.hasNext()) {         // 遍歷迭代器中的元素Integer number = asyncIterator.next(); // 獲取當前元素System.out.println(number);            // 輸出當前元素}}
}