fail-fast 和 fail-safe

什么是并发修改

---

当一个或多个线程正在遍历一个集合（Collection），此时另一个线程修改了这个集合（添加，删除或修改）就称为并发修改。

.

fail-fast（快速失败机制）

---

官方文档在HashMap集合中对fail-fast的解释

官方文档对fail-fast的解释

意思就是：这个迭代器（Iterator）被创建后，除了迭代器自身的方法（remove）可以改变集合的结构，其他情况改变了集合的结构，都将跑出一个ConcurrentModificationException异常。

改变集合结构才会导致 fail-fast，修改集合元素并不会

分析ArrayList源码：

ArrayList部分源码

从上面的源码，可以发现迭代器在执行next()等方法的时候，都会调用一个方法checkForComodification()，而这个方法就是检查 modCount 是否等于 expectedModCount，如果不等于就抛出ConcurrentModificationException异常。

expectedModCount 这个变量的值在对象被创建的时候就赋予了一个固定的值 modCount ，这个值是不变的，当迭代器遍历元素的时候，如果 modCount 发生了改变，那就会抛出异常。

查看源码可以发现，当对集合进行增删操作都会 modCount++。

所以当我们对集合的元素的个数做出修改（添加、删除）的时候，modCount 的值就会发生改变，但对元素进行修改则不会改变 modCount 的值。

如何预防因为 fail-fast 而抛出异常

保证在并发修改的时候，对所有会影响到 modCount 发生改变的地方，加上同步锁（synchronized），或者使用同步类容器 Collections.synchronizedList。

.

fail-safe（安全失败机制）

---

fail-safe：任何对集合结构的修改都会在一个复制的集合上进行修改，因此不会抛出ConcurrentModificationException异常。

两个问题：

• 开销大，因为需要复制集合，产生大量的无效对象
• 无法保证读取的数据是目前原始数据结构中的数据

分析CopyOnWriteArrayList源码

CopyOnWriteArrayList部分源码

从源码可以看到，在对集合进行添加和删除元素的时候都进行加锁，然后让当前下标的元素添加或删除，最后将原数组的地址指向新的数组，完成复制。这里涉及到CopyOnWrite机制。

这样做不会出现 fail-fast ，但是对集合进行增删操作都需要加锁，影响效率。同时增加对象容量可能会导致 OOM 。

在遍历过程中，集合的元素并不一定是最终的元素集合，所以只能保证最终一致性。