Foreach报错

Posted 2021-03-19 wcss

List<String> a = new ArrayList<String>();
2  a.add("1");
3  a.add("2");
4  for (String temp : a) {
5      if("1".equals(temp)){
6          a.remove(temp);
7 } 
8 }

此时执行代码，没有问题，但是需要注意，循环此时只执行了一次。具体过程后面去分析。再来看一段会出问题的代码：

List<String> a = new ArrayList<String>();
 a.add("1");
 a.add("2");
 for (String temp : a) {
     if("2".equals(temp)){
         a.remove(temp);
} 
}

输出为：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
at luyudepackage.waitTest.main(waitTest.java:57)

是不是很奇怪？接下来将class文件，反编译下，结果如下

 1 List a = new ArrayList();
 2 a.add("1");
 3 a.add("2");
 4 Iterator i$ = a.iterator();
 5 do
 6 {
 7     if(!i$.hasNext())
 8         break;
 9     String temp = (String)i$.next();
10     if("1".equals(temp))
11         a.remove(temp);
12 } while(true);

几个需要注意的点：

1.foreach遍历集合，实际上内部使用的是iterator。

2.代码先判断是否hasNext，然后再去调用next，这两个函数是引起问题的关键。

3.这里的remove还是list的remove方法。

先去观察下list.remove()方法中的核心方法fastRemove()方法。

1 private void fastRemove(int index) {
2         modCount++;
3         int numMoved = size - index - 1;
4         if (numMoved > 0)
5             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
6                              numMoved);
7         elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
8     }

注意第二行，modCount++，此处先不表，下文再说这个参数。

顺路观察下list.add()方法

1 public boolean add(E e) {
2         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
3         elementData[size++] = e;
4         return true;
5     }

注意第二行的注释，说明这个方法也会使modCount++

再去观察下，iterator()方法

1 public Iterator<E> iterator() {
2         return new Itr();
3  }

 1 private class Itr implements Iterator<E> {
 2         int cursor;       // index of next element to return
 3         int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
 4         int expectedModCount = modCount;
 5 
 6         public boolean hasNext() {
 7             return cursor != size;
 8         }
 9 
10         @SuppressWarnings("unchecked")
11         public E next() {
12             checkForComodification();//万恶之源
13             int i = cursor;
14             if (i >= size)
15                 throw new NoSuchElementException();
16             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
17             if (i >= elementData.length)
18                 throw new ConcurrentModificationException();
19             cursor = i + 1;
20             return (E) elementData[lastRet = i];
21         }
22 
23         public void remove() {
24             if (lastRet < 0)
25                 throw new IllegalStateException();
26             checkForComodification();
27 
28             try {
29                 ArrayList.this.remove(lastRet);
30                 cursor = lastRet;
31                 lastRet = -1;
32                 expectedModCount = modCount;
33             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
34                 throw new ConcurrentModificationException();
35             }
36         }
37 
38         final void checkForComodification() {
39             if (modCount != expectedModCount)
40                 throw new ConcurrentModificationException();
41         }
42     }

几个需要注意的点：

1.在iterator初始化的时候（也就是for循环开始处），expectedModCount = modCount，猜测是和当时list内部的元素数量有关系(已证实)。

2.当cursor != size的时候，hasNext返回true

3.next()函数的第一行，checkForComodification()这个函数就是报错的原因 这个函数就是万恶之源

4.第39行，mod != expectedModCount 就会抛出ConcurrentModificationException()

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 接下来分析文章开头的第一个例子，为啥不会报错？

第一个例子执行完第一次循环后，mod = 3 expectedModCount =2 cursor = 1 size = 1  所以程序在执行hasNext()的时候会返回false，所以程序不会报错。

第二个例子执行完第二次循环后,mod = 3 expectdModCount = 2 cursor = 2 size = 1 此时cursor != size 程序认定还有元素，继续执行循环，调用next方法但是此时mod != expectedModCount 所以此时会报错。

道理我们都懂了，再看一个例子

 1 public static void main(String[] args) throws Exception {
 2         List<String> a = new ArrayList<String>();
 3         a.add("1");
 4         a.add("2");
 5         for (String temp : a) {
 6             System.out.println(temp);
 7             if("2".equals(temp)){
 8                 a.add("3");
 9                 a.remove("2");
10             } 
11         }
12 }

此时输出为：

1

2

显然，程序并没有执行第三次循环，第二次循环结束，cursor再一次等于size，程序退出循环。

与remove类似，将文章开头的代码中remove替换为add，我们会发现无论是第一个例子还是第二个例子，都会抛出ConcurrentModificationException错误。

原因同上，代码略。

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手册上推荐的代码如下

1 Iterator<String> it = a.iterator(); while(it.hasNext()){
2 String temp = it.next(); if(删除元素的条件){
3         it.remove();
4        }
5 }

此时remove是iterator的remove，我们看一下它的源码：

 1  public void remove() {
 2             if (lastRet < 0)
 3                 throw new IllegalStateException();
 4             checkForComodification();
 5 
 6             try {
 7                 ArrayList.this.remove(lastRet);
 8                 cursor = lastRet;   //index of last element returned;-1 if no such
 9                 lastRet = -1;
10                 expectedModCount = modCount;
11             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
12                 throw new ConcurrentModificationException();
13             }
14         }

注意第10行，第8行，所以此时程序不会有之前的问题。

但是手册上推荐的方法，在多线程环境还是有可能出现问题，一个线程执行上面的代码，一个线程遍历迭代器中的元素，同样会抛出CocurrentModificationException。

如果要并发操作，需要对iterator对象加锁。

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平时遍历list，然后删除某个元素的时候，如果仅仅删除第一个且删除之后调用break  //代表着此时不会再去执行iterator.next方法 也就不会触发万恶之源

而如果要删除所有的某元素，则会报错，谨记！

 Ps再来看一个佐证

public static void main(String[] args) {
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            list.add(1);
            list.add(2);
            list.add(3);
            for(int i : list){
                System.out.println(i);
                if(i == 2){
                    list.remove((Object)2);
                }
            }

        }

只是ArrayList是线程不安全的，在被修改后再继续迭代就报错，
modCount是指ArrayList的修改次数，每次add或remove都会自增，
当迭代时，就是将这个modCount暂存在expectedModCount中，
每次获取下一个元素时，都检查下修改次数是否有变动，有变动则不再继续迭代，而是抛出错误ConcurrentModificationException
这样就强制要求在迭代时不能进行remove/add操作，而foreach会编译成迭代，所以foreach时也不能进行remove/add操作