java.util.ConcurrentModificationException异常分析

Java在操作ArrayList、HashMap、TreeMap等容器类时,遇到了java.util.ConcurrentModificationException异常。以ArrayList为例,如下面的代码片段:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class Test {

	public static void main(String[] args){
		List<String> strList = new ArrayList<String>();
		strList.add("string1");
		strList.add("string2");
		strList.add("string3");
		strList.add("string4");
		strList.add("string5");
		strList.add("string6");
		
		// 操作方式1:while(Iterator);报错
		Iterator<String> it = strList.iterator();
		while(it.hasNext()) {
			String s = it.next();
			if("string2".equals(s)) {
				strList.remove(s);
			}
		}
		
		// 解决方案1:使用Iterator的remove方法删除元素
		// 操作方式1:while(Iterator):不报错
//		Iterator<String> it = strList.iterator();
//		while(it.hasNext()) {
//			String s = it.next();
//			if("string2".equals(s)) {
//				it.remove();
//			}
//		}
		
		// 操作方式2:foreach(Iterator);报错
//		for(String s : strList) {
//			if("string2".equals(s)) {
//				strList.remove(s);
//			}
//		}
		
		// 解决方案2:不使用Iterator遍历,注意索引的一致性
		// 操作方式3:for(非Iterator);不报错;注意修改索引
//		for(int i=0; i<strList.size(); i++) {
//			String s = strList.get(i);
//			if("string2".equals(s)) {
//				strList.remove(s);
//				strList.remove(i);
//				i--;// 元素位置发生变化,修改i
//			}
//		}
		
		// 解决方案3:新建一个临时列表,暂存要删除的元素,最后一起删除
//		List<String> templist = new ArrayList<String>();
//		for (String s : strList) {
//		    if(s.equals("string2")) {
//		        templist.add(s);
//		    }
//		}
//		// 查看removeAll源码,其使用Iterator进行遍历
//		strList.removeAll(templist);
		
		// 解决方案4:使用线程安全CopyOnWriteArrayList进行删除操作
//		List<String> strList = new CopyOnWriteArrayList<String>();
//		strList.add("string1");
//		strList.add("string2");
//		strList.add("string3");
//		strList.add("string4");
//		strList.add("string5");
//		strList.add("string6");
//		Iterator<String> it = strList.iterator();
//		while (it.hasNext()) {
//		    String s = it.next();
//		     if (s.equals("string2")) {
//		    	 strList.remove(s);
//		    }
//		}
		
	}	
}


执行上述代码后,报错如下:

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
	at concurrentModificationException.Test.main(Test.java:21)


在第21行报错,即it.next(),迭代器在获取下一个元素时报错。找到java.util.ArrayList第830行,看到it.next()的源代码,如下:

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

调用了checkForComodification()方法,代码如下:

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

即,比较modCount和expectedModCount两个是否相等。modCount是ArrayList从AbstractList继承来的属性,查看modCount属性的doc文档,可知,modCount表示列表(list)被结构性修改(structurally modified)的次数。structurally modified是指造成列表中元素个数发生变化的操作,ArrayList中的add,addAll,remove, fastRemove,clear, removeRange,  ensureCapacity,  ensureCapacityInternal,  ensureExplicitCapacity等方法都会使modCount加1,而batchRemove,removeAll,retainAll等方法则根据删除的元素数增加modCount的值(removeAll和retainAll都是调用batchRemove实现,具体modCount的修改算法还需研究)。

第一个代码片段中的操作方式1和操作方式2都是采用了迭代器的方式。当使用iterator方法得到Iterator对象(或者使用listIterator获得ListItr对象),其实是返回了一个Iterator接口的实现类ArrayList$Itr(继承自AbstractList$Itr),该类为ArrayList的一内部类,该类中有一个expectedModCount字段,当调用ArrayList$Itr的next方法时,会先检查modCount的值是否等于expectedModCount的值(其实在调用next, remove, previous, set, add等方法时都会检查),不相等时就会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。这种现象在java doc中称作fail-fast。

为什么会抛出该异常呢?从代码可以看到调用了6次add方法,这时modCount的值也就为6,当当使用iterator方法得到Iterator对象时把modCount的值赋给了expectedModCount,开始时expectedModCount与modCount是相等的,当迭代到第二个元素(index=1)“string2”时,因为if条件为true,于是又调用了remove方法,调用remove方法时modCount值又加1,此时modCount的值为7了,而expectedModCount的值并没有改变,当再次调用ArrayList$Itr的next方法时检测到modeCount与expectedModCount不相等了,于是抛出异常。

当把if语句写成if(s.equals("string5"))时又没有抛出该异常,这又是为什么呢?ArrayList$Itr中还有一个名为cursor的字段用来指向迭代时要操作的元素索引,初始值为0,每调用一次next方法该字段值加1,注意是先从集合中取出了元素再加1的。当判断"string5"时,注意是倒数第二个元素,这些cursor的值为5,移除掉元素"string5"时,List的size为5,当调用ArrayList$Itr的hasNext方法判断有无下一个元素时,判断的依据为cursor的值与size是否相等,不相等则还有下一个元素,而此时两者值刚好相等,也就没有往下执行next方法了,也就没有抛出异常,因此删掉倒数第二个元素时不会抛异常的异常。

解决方案有四种,直接看第一段代码即可。


参考链接:

http://blog.csdn.net/xtayfjpk/article/details/8451178

《多线程情况下只能使用CopyOnWriteArrayList》http://www.2cto.com/kf/201403/286536.html


你可能感兴趣的:(java,list,ArrayList,容器)