使用带有 Maps 键集的流时出现 ConcurrentModificationException

Posted 2023-02-25

【中文标题】使用带有 Maps 键集的流时出现 ConcurrentModificationException

【英文标题】：ConcurrentModificationException when using stream with Maps key set

【发布时间】：2015-12-11 09:34:53

【问题描述】：

我想从someMap 中删除所有在someList 中不存在的项。看看我的代码：

someMap.keySet().stream().filter(v -> !someList.contains(v)).forEach(someMap::remove);

我收到java.util.ConcurrentModificationException。为什么？流不是并行的。最优雅的方法是什么？

【参考方案1】：

您不需要Stream API。在keySet 上使用retainAll。 keySet() 返回的 Set 上的任何更改都会反映在原始 Map 中。

someMap.keySet().retainAll(someList);

【讨论】：

好的，这是我第二个问题的好答案。但是我还是不知道为什么会出现java.util.ConcurrentModificationException。

【参考方案2】：

您的流调用（在逻辑上）与以下内容相同：

for (K k : someMap.keySet()) 
    if (!someList.contains(k)) 
        someMap.remove(k);
    

如果你运行它，你会发现它抛出ConcurrentModificationException，因为它在你迭代它的同时修改了地图。如果您查看docs，您会注意到以下内容：

请注意，此异常并不总是表示对象已被不同的线程同时修改。如果单个线程发出一系列违反对象约定的方法调用，则该对象可能会抛出此异常。例如，如果线程在使用快速失败迭代器迭代集合时直接修改集合，则迭代器将抛出此异常。

这就是你正在做的事情，你正在使用的地图实现显然有快速失败的迭代器，因此抛出了这个异常。

一种可能的替代方法是直接使用迭代器删除项目：

for (Iterator<K> ks = someMap.keySet().iterator(); ks.hasNext(); ) 
    K next = ks.next();
    if (!someList.contains(k)) 
        ks.remove();
    

【参考方案3】：

@Eran 已经explained 如何更好地解决这个问题。我会解释为什么会出现ConcurrentModificationException。

ConcurrentModificationException 出现是因为您正在修改流源。您的Map 可能是HashMap 或TreeMap 或其他非并发映射。假设它是HashMap。每个流都由Spliterator 支持。如果 spliterator 没有 IMMUTABLE 和 CONCURRENT 特征，那么，如文档所述：

绑定 Spliterator 后，如果检测到结构干扰，应尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。执行此操作的拆分器称为 fail-fast。

所以HashMap.keySet().spliterator() 不是IMMUTABLE（因为这个Set 可以修改）而不是CONCURRENT（并发更新对于HashMap 是不安全的）。所以它只是检测并发更改并按照拆分器文档的规定抛出ConcurrentModificationException。

还值得引用HashMap 文档：

这个类的所有“集合视图方法”返回的迭代器都是fail-fast：如果地图在迭代器创建后的任何时间被结构修改，除了通过迭代器的自己的 remove 方法，迭代器会抛出一个ConcurrentModificationException。因此，面对并发修改，迭代器会快速而干净地失败，而不是在未来不确定的时间冒任意的、非确定性的行为。

请注意，无法保证迭代器的快速失败行为，因为一般来说，在存在不同步的并发修改的情况下无法做出任何硬保证。快速失败的迭代器会尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。因此，编写一个依赖此异常来确保其正确性的程序是错误的：迭代器的快速失败行为应该只用于检测错误。

虽然它只说迭代器，但我相信拆分器也是如此。

【讨论】：

我认为这是最好的答案，但您可以编辑它以添加@Eran 提到的解决方案。对于将来遇到同样问题的人来说，这将是 100% 的满足。

@MariuszJaskółka，Eran 的答案也在这里，其他人也可能会看到它。这是正确的，我赞成。我可以添加对他的解决方案的引用。

【参考方案4】：

稍后回答，但您可以将收集器插入到您的管道中，以便 forEach 在包含密钥副本的 Set 上运行：

someMap.keySet()
    .stream()
    .filter(v -> !someList.contains(v))
    .collect(Collectors.toSet())
    .forEach(someMap::remove);