Java集合类源码中的modCount属性有什么用?fail-fast和fai-safe

一.modCount字段解释

在看HashMap,HashTable,PriorityQueue等集合类源码时,经常会发现在add,remove方法的代码块中,都有一个modCount++字段,它表示什么呢

transient int modCount;

注释如下

/**
     * The number of times this HashMap has been structurally modified
     * Structural modifications are those that change the number of mappings in
     * the HashMap or otherwise modify its internal structure (e.g.,
     * rehash).  This field is used to make iterators on Collection-views of
     * the HashMap fail-fast.  (See ConcurrentModificationException).
     */

翻译:

  • 该字段表示list结构上被修改的次数。结构上的修改指的是那些改变了list的长度大小或者使得遍历过程中产生不正确的结果的其它方式。
  • 该字段被Iterator以及ListIterator的实现类所使用,如果该值被意外更改,Iterator或者ListIterator 将抛出ConcurrentModificationException异常
  • 这是jdk在面对迭代遍历的时候为了避免不确定性而采取的 快速失败(fail-fast) 原则

二.fail-fast 快速失败原则

  • 描述: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: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

所以modCount字段实际上就是JDK为了在遍历时集合内容不变的一种安全策略,如果通过其他的方法比如remove,put修改了集合结构,那么在遍历时就会抛出异常。

java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)


三.fail-safe 安全失败原则

  • 描述 :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

  • 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,原因: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

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

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