理解 concurrentModificationException 和 ArrayList 的实现

Question

我尝试通过编写以下代码自己重现 ConcurrentModificationException：

List<String> last = new ArrayList<>();
last.add("a");
last.add("b");
for(String i : last){
    System.out.println(i);
    last.remove(i);
}
System.out.println(last);

DEMO

因为documentation of ArrayList mentioned

请注意，无法保证迭代器的快速失败行为 因为一般来说，不可能做出任何硬性保证 在存在不同步的并发修改的情况下。

我希望在单线程程序中这样的检测是直截了当的。但是程序打印出来了

a
[b]

相反。为什么？

Answer 1

如文档中所述：

这个类的迭代器和listIterator返回的迭代器 方法是fail-fast：如果列表在任何结构上被修改 迭代器创建后的时间，除了通过 迭代器自己的删除或添加方法，迭代器会抛出一个 ConcurrentModificationException

因为您正在使用新语法 for(String i : last) 循环遍历列表，所以会为您创建一个迭代器，并且 您无法在循环时修改列表。

此异常与多线程无关。也可以只使用一个线程，您可以抛出该异常。

内部有一个变量modCount，每次修改列表结构时都会递增。首次创建迭代器时，它将modCount 的值保存在变量expectedModCount 中。每次后续修改检查expectedModCount 的值是否等于modCount。如果不是 ConcurrentModificationException 则被抛出。

我添加remove的代码作为例子。 add、addAll 和所有其他修改列表的方法也是如此。

public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);

    // Check if a modification should thrown a ConcurrentModificationException
    checkForComodification();  

    E result = parent.remove(parentOffset + index);
    this.modCount = parent.modCount;
    this.size--;
    return result;
}

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

Answer 2

您的代码相当于以下内容：

   List<String> last = new ArrayList<>();
   last.add("a");
   last.add("b");
   for(Iterator<String> i = last.iterator(); i.hasNext(); ) {
       String value = i.next();
       System.out.println(value);
       last.remove(value);
   }
   System.out.println(last);

for循环的流程是：

 System.out.println(value); // prints "a"
 last.remove(value);        // removes "a" from the list
 i.hasNext()                // exits the loop, since i.hasNext() is false
 System.out.println(last);  // prints "[b]" - the updated list

这就是为什么你得到你的输出而不是ConcurrentModificationException。 如果您将另一个值添加到您的列表（例如last.add("c")），您将获得ConcurrentModificationException，因为在第一次迭代后i.hasNext() 将为真，i.next() 将抛出异常。

Answer 3

ArrayList 类中的

Itr 类有以下方法

public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

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

这里，modCount 是列表结构被修改的次数。当我们创建 for 循环时，会在内部创建一个迭代器，并将 expectedModCount 初始化为 modCount。

当列表中只有 2 个元素并且删除一个元素后，for 循环 将使用 hasNext() 方法调用检查条件。因此，条件 cursor != size (1!=1) 将首先得到满足。因此，循环不会继续进行，也不会抛出 ConcurrentModificationException。

但是，当列表中有 1,3,4 等数量的元素时，for 循环 将在 hasNext() 方法调用之后继续进行。但是，在 for 循环 中使用 next() 方法获取元素时，它会调用 checkForComodification() 和条件 modCount !=将满足预期的ModCount。因此会抛出异常。

Answer 4

对于两个值，它不会失败，因为会退出 for 循环。添加第三个元素，你会得到 java.util.ConcurrentModificationException

List<String> last = new ArrayList<>();
last.add("a");
last.add("b");
last.add("c");
for(String i : last){
    System.out.println(i);
    last.remove(i);
}
System.out.println(last);