JAVA_集合中的快速失败与安全失败

快速失败(fail—fast)机制

java集合框架中的一种错误检测机制。多线程下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），则会抛出Concurrent Modification Exception。

fail-fast机制并不保证在不同步的修改下一定会抛出异常，这种机制一般仅用于检测bug。

【在循环迭代中修改会报异常，在迭代中修改不会报异常】

java.util包下的集合类都是采用快速失败机制的，不能在多线程下发生并发修改（只能在迭代过程中被修改）。

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。

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。

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for(int i=0;i<10;i++) {
        list.add(i);
    }
    for(int n:list){
        if(n==6){
            list.remove(n);
        }
    }
    System.out.println(list.toString());
}
---->for语句修改结果报错<-------------------
---->Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException<------------

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for(int i=0;i<10;i++) {
        list.add(i);
    }
    Iterator<Integer> it = list.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        if (it.next() == 6) {
            it.remove();
        }
    }
    System.out.println(list.toString());
}
------->结果不报错<------------------

• 迭代器是作为当前集合的内部类实现的，当迭代器创建的时候保持了当前集合的引用；
• 集合内部维护一个int变量modCount，用来记录集合被修改的次数，比如add，remove等都会使该字段递增；
• modCount这个参数记录了某个List改变大小的次数，如果modCount改变的不符合预期，那么就会抛出异常。
• 迭代器内部也维护着当前集合的修改次数的字段，迭代器创建时该字段初始化为集合的modCount值
• 当每一次迭代时，迭代器会比较迭代器维护的字段和modCount的值是否相等，如果不相等就抛ConcurrentModifiedException异常；
• 当然，如果用迭代器调用remove方法，那么集合和迭代器维护的修改次数都会递增，以保持两个状态的一致。

安全失败(fail-safe)

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。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，故不会抛 ConcurrentModificationException 异常

concurrent包下的都是安全失败的，可以在多线程下并发使用，并发修改。

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。

缺点

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。