fail-fast 和 fail-safe 快速学习

Posted 2022-08-10 流楚丶格念

文章目录

• fail-fast（快速失败）
• • 概念
  • 原理
  • 应用场景
• fail-safe（安全失败）
• • 概念
  • 原理
  • 应用场景
• 二者区别
• 代码示例
• • 调试fail-fast
  • 调试fail-safe

首选说一下这两个的概念

fail-fast（快速失败）

概念

fail-fast（快速失败）是Java对java.util包下的所有集合类的是一种错误检测机制；

划重点！是一种错误检查机制，那么下面咱们再来看看是怎样的机制：

快速失败机制：在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改（增加、删除、修改），则会抛出Concurrent Modification Exception。

原理

原理：迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。

注意：这里异常的抛出条件是检测到 modCount！=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。

应用场景

刚才j也说到 ava.util包下的集合类都是快速失败的

所以场景就是：不能在多线程下发生并发修改（迭代过程中被修改）。

fail-safe（安全失败）

概念

fail-safe（安全失败）是Java对 java.util.concurrent 包下的所有集合类的是一种错误检测机制；

首先，安全失败也是一种错误检查机制，那么下面咱们再来看看是怎样的机制：

安全失败机制：fail-safe（安全失败）采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。

原理

由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历，所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到，所以不会触发Concurrent Modification Exception。

应用场景

java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，可以在多线程下并发使用，并发修改。

当然这样虽然解决了并发修改问题，但是也是有一定的缺点的：基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception，但同样地，迭代器并不能访问到修改后的内容，即：迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝，在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

二者区别

	快速失败	安全失败
包	java.util包下面的所有的集合类都是快速失败的	而java.util.concurrent包下面的所有的类都是安全失败的
异常	fail-fast（快速失败）的迭代器会抛出ConcurrentModificationException异常	安全失败是基于对底层集合做拷贝，所以，它不受源集合上修改的影响，安全失败的迭代器永远不会抛出这样的异常。

代码示例

完整代码如下所示，下面我们通过断点模拟多线程修改集合的操作

package com.mian.array;

import java.util.ArrayList;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class FailFastVsFailSafe 
    // fail-fast 一旦发现遍历的同时其它人来修改，则立刻抛异常
    // fail-safe 发现遍历的同时其它人来修改，应当能有应对策略，例如牺牲一致性来让整个遍历运行完成

    private static void failFast() 
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student("A"));
        list.add(new Student("B"));
        list.add(new Student("C"));
        list.add(new Student("D"));
        for (Student student : list) 
            System.out.println(student);
        
        System.out.println(list);
    

    private static void failSafe() 
        CopyOnWriteArrayList<Student> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        list.add(new Student("A"));
        list.add(new Student("B"));
        list.add(new Student("C"));
        list.add(new Student("D"));
        for (Student student : list) 
            System.out.println(student);
        
        System.out.println(list);
    

    static class Student 
        String name;

        public Student(String name) 
            this.name = name;
        

        @Override
        public String toString() 
            return "Student" +
                    "name='" + name + '\\'' +
                    '';
        
    

    public static void main(String[] args) 
        failFast();
//        failSafe();
    

调试fail-fast

在打印C这打一个断点：

student.name.equals("C")

注释safe

debug运行

添加计算表达式，加一个元素E

list.add(new Student("E"))

让他继续运行：

控制台抛出异常：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
	at com.mian.array.FailFastVsFailSafe.failFast(FailFastVsFailSafe.java:16)
	at com.mian.array.FailFastVsFailSafe.main(FailFastVsFailSafe.java:50)

调试fail-safe

注释failFast，取消注释failSafe

设置断点过程与上面一样：

调试过程与上面一样不再贴图了

…

循环的时候打印的是原集合，并且没有报错