Java中modCount的用法,fail-fast机制

在线程不安全的集合类中,都有这个用法。我们以AbstractList为例,拿出源码中的解释:

1.modCount源码解释

    /**
     * The number of times this list has been <i>structurally modified</i>.
     * Structural modifications are those that change the size of the
     * list, or otherwise perturb it in such a fashion that iterations in
     * progress may yield incorrect results.
     *
     * <p>This field is used by the iterator and list iterator implementation
     * returned by the {@code iterator} and {@code listIterator} methods.
     * If the value of this field changes unexpectedly, the iterator (or list
     * iterator) will throw a {@code ConcurrentModificationException} in
     * response to the {@code next}, {@code remove}, {@code previous},
     * {@code set} or {@code add} operations.  This provides
     * <i>fail-fast</i> behavior, rather than non-deterministic behavior in
     * the face of concurrent modification during iteration.
     *
     * <p><b>Use of this field by subclasses is optional.</b> If a subclass
     * wishes to provide fail-fast iterators (and list iterators), then it
     * merely has to increment this field in its {@code add(int, E)} and
     * {@code remove(int)} methods (and any other methods that it overrides
     * that result in structural modifications to the list).  A single call to
     * {@code add(int, E)} or {@code remove(int)} must add no more than
     * one to this field, or the iterators (and list iterators) will throw
     * bogus {@code ConcurrentModificationExceptions}.  If an implementation
     * does not wish to provide fail-fast iterators, this field may be
     * ignored.
     */
    protected transient int modCount = 0;

我们翻译一下这个源码注释:

modCount是这个list被结构性修改的次数。

结构性修改是指:改变list的size大小,或者,以其他方式改变他导致正在进行迭代时出现错误的结果。

这个字段用于迭代器和列表迭代器的实现类中,由迭代器和列表迭代器方法返回。

如果这个值被意外改变,这个迭代器将会抛出 ConcurrentModificationException的异常来响应:next,remove,previous,set,add 这些操作。

在迭代过程中,他提供了fail-fast行为而不是不确定行为来处理并发修改。

子类使用这个字段是可选的,如果子类希望提供fail-fast迭代器,它仅仅需要在add(int, E),remove(int)方法(或者它重写的其他任何会结构性修改这个列表的方法)中添加这个字段。

调用一次add(int,E)或者remove(int)方法时必须且仅仅给这个字段加1,否则迭代器会抛出伪装的ConcurrentModificationExceptions错误。

如果一个实现类不希望提供fail-fast迭代器,则可以忽略这个字段。

2.expectedModCount源码解释

        /**
         * The modCount value that the iterator believes that the backing
         * List should have.  If this expectation is violated, the iterator
         * has detected concurrent modification.
         */
        int expectedModCount = modCount;

翻译一下:

++迭代器认为支持列表应该有的modCount的值,如果违背了这个期望,迭代器会检测到这个并发修改。(the backing List不知道怎么翻译更合适)++

3.modCount用法

根据上面的解释和我们追溯源码可以总结出:在这些线程不安全的集合中,在某些方法中,初始化迭代器时会给这个modCount赋值,如果在遍历的过程中,一旦发现这个对象的modCount和迭代器存储的modCount不一样,就会报错。

4.fail-fast机制

在线程不安全的集合中,如果使用迭代器的过程中,发现集合被修改,会抛出ConcurrentModificationExceptions错误,这就是fail-fast机制。对集合进行结构性修改时,modCount都会增加,在初始化迭代器时,modCount的值会赋给expectedModCount,在迭代的过程中,只要modCount改变了,int expectedModCount = modCount等式就不成立了,迭代器检测到这一点,就会抛出错误:currentModificationExceptions。

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