expectedModCount和modCount关系,以及concurrentHashMap不加读锁的原因


public class TestArrayListIterator {
    public static void main(String[] args)  {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(10);
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Integer integer = iterator.next();
            if(integer==10)
                list.remove(integer);   //注意这个地方
        }
    }
}
题主可以调试下上面的这个程序,会报运行时异常 ConcurrentModificationException
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
	at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)
	at  com.notify.TestArrayListIterator.main(TestArrayListIterator.java:17)
在使用迭代器遍历的时候,如果使用ArrayList中的remove(int index) remove(Object o) remove(int fromIndex ,int toIndex) add等方法的时候都会修改modCount,在迭代的时候需要保持单线程的唯一操作,如果期间进行了插入或者删除,就会被迭代器检查获知,从而出现运行时异常

事实上在我们remove掉这个元素之后 ,该ArrayList的size()的值就变为了0,而此时Iterator的游标cursor是 1 ,在ArrayList迭代器的hasNext()方法中
public boolean hasNext() {
            return cursor != size();
	}
当中判断出cursor 确实不等于 size() 哭cry!!!!
然后循环又继续跑了!!!
如果我们不进行modCount和expectedModCount(创建迭代器的时候将当时的modCount赋值给expectedModCount),这个程序肯定会报ArrayIndexOutOfBoundsException,这样的异常显然不是应该出现的(这些运行时错误都是使用者的逻辑错误导致的,我们的JDK那么高端,不会出现使用错误,我们只抛出使用者造成的错误,而这个错误是设计者应该考虑的),为了避免出现这样的异常,定义了检查。

又想,为什么不把hasNext()的判断改为cursor <=size()呢?但是我们还有可能 add()这样的话就会导致数据混乱,事实上线程安全本身就不允许读的时候被修改


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ConcurrentHashMap完全允许多个读操作并发进行,读操作并不需要加锁。(事实上,ConcurrentHashMap支持完全并发的读以及一定程度并发的写。)如果使用传统的技术,如HashMap中的实现,如果允许可以在hash链的中间添加或删除元素,读操作不加锁将得到不一致的数据。但是ConcurrentHashMap实现技术是保证HashEntry几乎是不可变的。HashEntry代表每个hash链中的一个节点,其结构如下所示: 

[java]  view plain  copy
 
  1. static final class HashEntry {  
  2.         final K key;  
  3.         final int hash;  
  4.         volatile V value;  
  5.         final HashEntry next;  
  6.   
  7.         HashEntry(K key, int hash, HashEntry next, V value) {  
  8.             this.key = key;  
  9.             this.hash = hash;  
  10.             this.next = next;  
  11.             this.value = value;  
  12.         }  
  13.   
  14.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  15.     static final  HashEntry[] newArray(int i) {  
  16.         return new HashEntry[i];  
  17.     }  
  18.     }  

可以看到除了value不是final的,其它值都是final的,这意味着 不能从hash链的中间或尾部添加或删除节点 ,因为这需要修改next引用值,所有的节点的修改只能从头部开始。对于put操作,可以一律添加到Hash链的头部。但是对于remove操作,可能需要从中间删除一个节点,这就需要将要删除节点的前面所有节点整个复制一遍,最后一个节点指向要删除结点的下一个结点。为了确保读操作能够看到最新的值,将value设置成volatile,这避免了加锁。 remove操作要注意一个问题:如果某个读操作在删除时已经定位到了旧的链表上,那么此操作仍然将能读到数据,只不过读取到的是旧数据而已,这在多线程里面是没有问题的。
HashEntry 类的 value 域被声明为 Volatile 型 ,Java 的内存模型可以保证:某个写线程对 value 域的写入马上可以被后续的某个读线程“看”到。在 ConcurrentHashMap 中,不允许用 null作为键和值,当读线程读到某个 HashEntry 的 value 域的值为 null 时,便知道产生了冲突——发生了重排序现象,需要加锁后重新读入这个 value 值。这些特性互相配合,使得读线程即使在不加锁状态下,也能正确访问 ConcurrentHashMap。 

在看源码实现时,对HashEntry 的 value 域的值可能为 null有些疑惑,网上都是说发生了重排序现象,后来仔细想想不完全正确,重排序发生在删除操作时,这只是其中的一个原因,尽管ConcurrentHashMap不允许将value为null的值加入,但现在仍然能够读到一个为空的value就意味着此值对当前线程还不可见,主要因为HashEntry还没有完全构造完成导致的,所以对添加和删除(对链表的结构性修改都可能会导致value为null)。



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