集合的操作出现的ConcurrentModificationException(源码分析)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了集合的操作出现的ConcurrentModificationException(源码分析)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

摘要:
为了保证线程安全,在迭代器迭代的过程中,线程是不能对集合本身进行操作(修改,删除,增加)的,否则会抛出ConcurrentModificationException的异常。 
示例:
 1  public static void main(String[] args) {
 2         Collection num = new ArrayList<String>();
 3         num.add("One");
 4         num.add("Two");
 5         num.add("Three");
 6 
 7         Iterator<String> iterator= num.iterator();
 8         while(iterator.hasNext()){
 9             String element = iterator.next();
10             if("One".equals(element)){
11                iterator.remove();
12             }else {
13                 System.out.println(element);
14             }
15         }
16     }
17 }
运行结果:
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 com.mobin.thread.IterationTest.main(IterationTest.java:20) //错误代码对应上面的11行
源码分析
先来分析下整个代码的执行流程:
 
集合操作中有两个比较重要的指标:modCount和exceptedModCount。
 
modCount值是用来记录当前集合被修改的次数,每修改一次就进行加1(可以认为为集合的版本号),而exceptedModCount是在iterator初始化是就已经指定的值,值为exceptedModCount = modCount,对于上面的代码,开始就对集合进行了三次add操作,所以modCount=3,当代码执行到第9行时就创建了iterator对象执行exceptedModCount = modCount语句对exceptedModCount进行了赋值操作,此时exceptedModCount=3,具体过程如下:
技术分享
当执行到while语句时,会对iterator.hasnext()进行判断真假,hasnext访方法实现如下:
public boolean hasNext() {
   return cursor != size;
}
cursor又是什么呢?
     cursor是访问集合时指向元素的游标,开始为0,每执行next语句一次就+1,所以当访问到最后一个元素时cursor就等于size,此时就会结束循环。
之后执行next语句,next具体实现如下:
 1  public E next() {
 2             checkForComodification();
 3             int i = cursor;
 4             if (i >= size)
 5                 throw new NoSuchElementException();
 6             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
 7             if (i >= elementData.length)
 8                 throw new ConcurrentModificationException();
 9             cursor = i + 1;
10             return (E) elementData[lastRet = i];
11   }
接着代码进入if语句执行了remove操作,modCount的值+1,这时再一次循环while语句进入next语句并执行next里的checkForComodifcation方法对modCount和exceptedModCount的值进行判断,此时modCount!= exceptedModCount就抛出了开始的那个异常,这就是报错的原因。
 
当把if语句里的条件改下面代码又会怎样呢?
if("Two".equals(element)){ //条件发生了改变,对第二个元素进行判断
   num.remove(element);
}else {
   System.out.println(element);
}
运行结果:
One
只输出了一个值就结束程序了,并没有报错!
 
当执行第一遍while语句时,执行了next方法,cursor值+1,cursor=1,并输出One
 
当执行第二遍while语句时,执行了next方法,cursor值+1,cursor=2,并删除了Two这个元素,size也为2,
 
还记得是怎样判断while条件真假的吗?
1 public boolean hasNext() {
2 return cursor != size;
3 }
所以当执行第三遍while语句时,cursor = size,hasnext返回false,结束循环,所以程序“来不及”报错就退出循环了,最后只输出一个元素。
 
解决办法
那么又如何在迭代集合时对集合进行操作呢?
方法一:
使用CopyOnWriteArrayList,而不是ArrayList
Collection num = new CopyOnWriteArrayList();
原理:
CopyOnWriteArrayList会先复制一个集合副本,当对集合进行修改时普遍的上修改的是副本里的值,修改完后再将原因集合的引用指向这个副本,避免抛出ConcurrentModificationException异常。
底层源码实现如下:
 1 public boolean add(E e) {
 2    final ReentrantLock lock = this.lock; //重入锁
 3    lock.lock(); //加锁,效果与synchronized一样
 4 try {
 5    Object[] elements = getArray();
 6    int len = elements.length; //得到数组长度
 7    Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //复制元素到一个新数组里
 8    newElements[len] = e; //原数组指向新数组
 9    setArray(newElements);
10    return true;
11 } finally {
12    lock.unlock(); //在finally里解锁是为了避免发生死锁
13 }
14 }

 

方法二:
使用iterator对象的remove方法
if("Two".equals(element)){
    iterator.remove(); //修改了此行
}else {
    System.out.println(element);
}

 

 

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