谈谈fail-fast与fail-safe是什么以及工作机制

前面回顾：
HashMap的工作原理

 今天，我们来谈谈fail-fast与fail-safe是什么以及工作机制

fail-fast是什么？

fail-fast的字面意思是“快速失败”。当我们在遍历集合元素的时候，经常会使用迭代器，但在迭代器遍历元素的过程中，如果集合的结构被改变的话，就会抛出异常，防止继续遍历。这就是所谓的快速失败机制。

下面我们来看看官方文档在HashMap这个集合中，它是怎么解释fail-fast的(如下图)：

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意思就是说，当Iterator这个迭代器被创建后，除了迭代器本身的方法(remove)可以改变集合的结构外，其他的因素如若改变了集合的结构，都被抛出ConcurrentModificationException异常。

请在继续看官方的描述：

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意思就是说：迭代器的快速失败行为是不一定能够得到保证的，一般来说，存在非同步的并发修改时，不可能做出任何坚决的保证的。但是快速失败迭代器会做出最大的努力来抛出ConcurrentModificationException。因此，编写依赖于此异常的程序的做法是不正确的。正确的做法应该是：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测程序中的bug.

稍微总结下：fail-fast,即快速失败机制，它是java集合中的一种错误检测机制，当多个线程（当个线程也是可以滴）,在结构上对集合进行改变时，就有可能会产生fail-fast机制。

这里，我解释下什么是结构上的改变。
例如集合上的插入和删除就是结构上的改变，但是，如果是对集合中某个元素进行修改的话，并不是结构上的改变哦。

下面，我们来演示下在单线程的环境下，fail-fast抛出异常的实例：

        for(int i = 10; i < 100; i++){
        map.put(i, i);
    }
    List list = new ArrayList<>();
    for(int i = 0; i < 20; i++){
        list.add(i);
    }
    Iterator it = list.iterator();
    int temp = 0;
    while(it.hasNext()){
        if(temp == 3){
            temp++;
            list.remove(3);
        }else{
            temp++;
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

打印结果：

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结果分析：因为当temp==3的时候，执行list.remove()方法，集合的结构被改变了，所以再次遍历迭代器的时候，就会抛出异常。

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fail-fast的工作原理

我们首先先来看下源码：

image

分析：从源码我们可以发现，迭代器在执行next()等方法的时候，都会调用checkForComodification()这个方法，查看modCount==expectedModCount?如果相等则抛出异常。

expectedModcount:这个值在对象被创建的时候就被赋予了一个固定的值modCount。也就是说这个值是不变的。也就是说，如果在迭代器遍历元素的时候，如果modCount这个值发生了改变，那么再次遍历时就会抛出异常。
什么时候modCount会发生改变呢？

这次就不带大家看源码了。其实当我们对集合的元素的个数做出改变的时候，modCount的值就会被改变，如果删除，插入。但修改则不会。

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fail-fast的一些处理方法

如果我们不希望在迭代器遍历的时候因为并发等原因，导致集合的结构被改变，进而可能抛出异常的话，我们可以在涉及到会影响到modCount值改变的地方，加上同步锁(synchronized),或者直接使用
Collections.synchronizedList来解决。

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fail-fast就先讲到这里，下面简单讲讲fail-safe与fail-fast的区别

当我们对集合结构上做出改变的时候，fail-fast机制就会抛出异常。但是，对于采用fail-safe机制来说，就不会抛出异常(大家估计看到safe两个字就知道了)。

这是因为，当集合的结构被改变的时候，fail-safe机制会在复制原集合的一份数据出来，然后在复制的那份数据遍历。

因此，虽然fail-safe不会抛出异常，但存在以下缺点：

1. 复制时需要额外的空间和时间上的开销。

2. 不能保证遍历的是最新内容。

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