java.util.ConcurrentModificationException異常分析

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Java在操作ArrayList、HashMap、TreeMap等容器類時，遇到了java.util.ConcurrentModificationException異常。以ArrayList為例，如下面的代碼片段：

[java]?view plain?copy

import?java.util.ArrayList;??
import?java.util.Iterator;??
import?java.util.List;??
import?java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;??
??
public?class?Test?{??
??
????public?static?void?main(String[]?args){??
????????List<String>?strList?=?new?ArrayList<String>();??
????????strList.add("string1");??
????????strList.add("string2");??
????????strList.add("string3");??
????????strList.add("string4");??
????????strList.add("string5");??
????????strList.add("string6");??
??????????
????????//?操作方式1：while（Iterator）；報錯??
????????Iterator<String>?it?=?strList.iterator();??
????????while(it.hasNext())?{??
????????????String?s?=?it.next();??
????????????if("string2".equals(s))?{??
????????????????strList.remove(s);??
????????????}??
????????}??
??????????
????????//?解決方案1：使用Iterator的remove方法刪除元素??
????????//?操作方式1：while（Iterator）：不報錯??
//??????Iterator<String>?it?=?strList.iterator();??
//??????while(it.hasNext())?{??
//??????????String?s?=?it.next();??
//??????????if("string2".equals(s))?{??
//??????????????it.remove();??
//??????????}??
//??????}??
??????????
????????//?操作方式2：foreach（Iterator）；報錯??
//??????for(String?s?:?strList)?{??
//??????????if("string2".equals(s))?{??
//??????????????strList.remove(s);??
//??????????}??
//??????}??
??????????
????????//?解決方案2：不使用Iterator遍歷，注意索引的一致性??
????????//?操作方式3：for（非Iterator）；不報錯；注意修改索引??
//??????for(int?i=0;?i<strList.size();?i++)?{??
//??????????String?s?=?strList.get(i);??
//??????????if("string2".equals(s))?{??
//??????????????strList.remove(s);??
//??????????????strList.remove(i);??
//??????????????i--;//?元素位置發生變化，修改i??
//??????????}??
//??????}??
??????????
????????//?解決方案3：新建一個臨時列表，暫存要刪除的元素，最后一起刪除??
//??????List<String>?templist?=?new?ArrayList<String>();??
//??????for?(String?s?:?strList)?{??
//??????????if(s.equals("string2"))?{??
//??????????????templist.add(s);??
//??????????}??
//??????}??
//??????//?查看removeAll源碼，其使用Iterator進行遍歷??
//??????strList.removeAll(templist);??
??????????
????????//?解決方案4：使用線程安全CopyOnWriteArrayList進行刪除操作??
//??????List<String>?strList?=?new?CopyOnWriteArrayList<String>();??
//??????strList.add("string1");??
//??????strList.add("string2");??
//??????strList.add("string3");??
//??????strList.add("string4");??
//??????strList.add("string5");??
//??????strList.add("string6");??
//??????Iterator<String>?it?=?strList.iterator();??
//??????while?(it.hasNext())?{??
//??????????String?s?=?it.next();??
//???????????if?(s.equals("string2"))?{??
//???????????????strList.remove(s);??
//??????????}??
//??????}??
??????????
????}?????
}??

執行上述代碼后，報錯如下：

[plain]?view plain?copy

Exception?in?thread?"main"?java.util.ConcurrentModificationException??
????at?java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown?Source)??
????at?java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown?Source)??
????at?concurrentModificationException.Test.main(Test.java:21)??

在第21行報錯，即it.next()，迭代器在獲取下一個元素時報錯。找到java.util.ArrayList第830行，看到it.next()的源代碼，如下：

[java]?view plain?copy

@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];??
}??

調用了checkForComodification()方法，代碼如下：

[java]?view plain?copy

final?void?checkForComodification()?{??
????if?(modCount?!=?expectedModCount)??
????????throw?new?ConcurrentModificationException();??
}??

即，比較modCount和expectedModCount兩個是否相等。modCount是ArrayList從AbstractList繼承來的屬性，查看modCount屬性的doc文檔，可知，modCount表示列表（list）被結構性修改（structurally modified）的次數。structurally modified是指造成列表中元素個數發生變化的操作，ArrayList中的add,addAll,remove, fastRemove,clear, removeRange, ?ensureCapacity, ?ensureCapacityInternal, ?ensureExplicitCapacity等方法都會使modCount加1，而batchRemove,removeAll,retainAll等方法則根據刪除的元素數增加modCount的值（removeAll和retainAll都是調用batchRemove實現，具體modCount的修改算法還需研究）。

第一個代碼片段中的操作方式1和操作方式2都是采用了迭代器的方式。當使用iterator方法得到Iterator對象(或者使用listIterator獲得ListItr對象)，其實是返回了一個Iterator接口的實現類ArrayList$Itr（繼承自AbstractList$Itr），該類為ArrayList的一內部類，該類中有一個expectedModCount字段，當調用ArrayList$Itr的next方法時，會先檢查modCount的值是否等于expectedModCount的值（其實在調用next, remove, previous, set, add等方法時都會檢查），不相等時就會拋出java.util.ConcurrentModificationException異常。這種現象在Java?doc中稱作fail-fast。

為什么會拋出該異常呢？從代碼可以看到調用了6次add方法，這時modCount的值也就為6，當當使用iterator方法得到Iterator對象時把modCount的值賦給了expectedModCount，開始時expectedModCount與modCount是相等的，當迭代到第二個元素(index=1)“string2”時，因為if條件為true，于是又調用了remove方法，調用remove方法時modCount值又加1，此時modCount的值為7了，而expectedModCount的值并沒有改變，當再次調用ArrayList$Itr的next方法時檢測到modeCount與expectedModCount不相等了，于是拋出異常。

當把if語句寫成if(s.equals("string5"))時又沒有拋出該異常，這又是為什么呢？ArrayList$Itr中還有一個名為cursor的字段用來指向迭代時要操作的元素索引，初始值為0，每調用一次next方法該字段值加1，注意是先從集合中取出了元素再加1的。當判斷"string5"時，注意是倒數第二個元素，這些cursor的值為5，移除掉元素"string5"時，List的size為5，當調用ArrayList$Itr的hasNext方法判斷有無下一個元素時，判斷的依據為cursor的值與size是否相等，不相等則還有下一個元素，而此時兩者值剛好相等，也就沒有往下執行next方法了，也就沒有拋出異常，因此刪掉倒數第二個元素時不會拋異常的異常。
?

解決方案有四種，直接看第一段代碼即可。

參考鏈接：

http://blog.csdn.NET/xtayfjpk/article/details/8451178

《多線程情況下只能使用CopyOnWriteArrayList》http://www.2cto.com/kf/201403/286536.html

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