理解分析java集合操作之ConcurrentModificationException
理解分析java集合操作之ConcurrentModificationException
相信不少同学在处理List的时候遇到过下面的Exception，
123 | Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831) |
|---|
话不多说，接下来列举几个例子说明问题并且分析其原因。
例一
1234567891011121314151617181920212223 | package main.java.mo.basic; import java.util.ArrayList; /** * Created by MoXingwang on 2017/7/2. */ public class ConcurrentModificationExceptionTest { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> strings = new ArrayList<String>(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e"); for (String string : strings) { if ("e".equals(string)) { strings.remove(string); } } } } |
|---|
- 执行结果
1234 | Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831) at main.java.mo.basic.ConcurrentModificationExceptionTest.main(ConcurrentModificationExceptionTest.java:17) |
|---|
- 分析原因
首先我们知道增强for循环其实现原理就是Iterator接口，这一点非常重要，有了个这个知识点 我们才能分析为什么会出现异常，这个知识点也是最重要最核心的。
根据上面的异常信息可以看出，异常是从”for (String string : strings) {“，这一行抛 出的，这一行怎么会出错呢？理解增强for的实现原理了，我们就会知道， 执行这一行代码的时候会调用Iterator实现类的两个方法，hasNext()和next(),所以说这个知识点是最重要最核心的。
先看ArrayList.Iterator的部分源码,以及ArrayList.remove(Object o)的部分源码
1234567891011121314151617181920212223242526 | int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { return cursor != size; } @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]; } ... final void checkForComodification() { if (expectedModCount != ArrayList.this.modCount) throw new ConcurrentModificationException(); } |
|---|
1234567891011121314151617181920212223242526272829 | public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; } /* * Private remove method that skips bounds checking and does not * return the value removed. */ private void fastRemove(int index) { modCount++; int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work } |
|---|
我们会发现当执行remove(Object o)方法后，ArrayList对象的size减一此时size==4, modCount++了，然后Iterator对象中的cursor==5，hasNext发回了true，导致增强for循 环去寻找下一个元素调用next()方法，checkForComodification做校验的时候，发现modCount 已经和Iterator对象中的expectedModCount不一致，说明ArrayList对象已经被修改过， 为了防止错误，抛出异常ConcurrentModificationException。
回过头来，再一思考ArrayList的代码，让我们来看看ArrayList本身和内部类Itr，Itr implements Iterator是为了返回给ArrayList.iterator()，在使用的时候可以说他们是 独立的两个类，其中各自有两个重要的属性;ArrayList中的size、modCount；以及Itr中的 cursor、expectedModCount，理论上他们是同步的，但是我们在某些操作的过程中导致会导致 他们不一致，比如说在这个例子中，我们调用的是ArrayList.remove()方法，修改了size和 modCount属性，但是Itr中的这cursor、expectedModCount却没有发生变化，当增强for 循环再次执行的时候，调用的却是Itr中的方法，最终发现了数据不一致。这就是本例ConcurrentModificationException 产生的根本原因。
既然问题我们分析清楚了，如何解决呢？这里我们顺着这个思路倒推，列出集中解决办法。
- 解决问题
- 不使用增强for循环
对于这个例子，很明显我们知道异常的产生原因是由于ArrayList中的属性和内部类Itr中的 属性不一致导致的，那么可以假设在for循环和remove操作的时候不设计到Itr类不就得了。 是的，思路很清晰，就这么简单。啥都不说先上代码。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ArrayList<String> strings = new ArrayList<String>(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e"); for (int i = 0; i < strings.size(); i++) { String element = strings.get(i); if("e".equals(element)){ strings.remove(element); i --;//需要自己手动维护索引 } } 使用这种方式处理remove操作，比较尴尬的一点是需要自己手动维护索引，避免漏掉数据。
- 使用Iterator中的remove方法，不要和ArrayList中的remove方法混着搞
基于上面的思路，既然不想和Itr有来望，好吧，看来直接使用Itr类中的remove方法， 使用Itr遍历对象不也是一个好的想法么。上代码。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ArrayList<String> strings = new ArrayList<String>(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e"); Iterator<String> iterator = strings.iterator(); while (iterator.hasNext()){ String element = iterator.next(); if("e".equals(element)){ iterator.remove(); } }
- 删除元素的时候不再遍历了，直接removeAll 既然异常是对list做遍历和remove操作的时候出现的，好吧，暴力点，我能不遍历的时候做remove操作吗？ 好吧，思路正确，满足你。 ```` ArrayList strings = new ArrayList(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e");
ArrayList tempStrings = new ArrayList(); for (String string : strings) { if("e".equals(string)){ tempStrings.add(string); } } strings.removeAll(tempStrings); ````
- 其它方法 思路总是多的，比如说加个锁保证数据正确，什么去掉这么到校验自己实现个ArrayList， 怎么地都行，你想怎么玩就怎么玩，方便点的话直接使用java.util.concurrent包下面的CopyOnWriteArrayList。 方法很多，怎么开心就好。
例二
说完例一说例二，刚刚是ArrayList，现在试试LinkedList。
1234567891011121314151617181920212223 | package main.java.mo.basic; import java.util.LinkedList; /** * Created by MoXingwang on 2017/7/2. */ public class ConcurrentModificationExceptionTest { public static void main(String[] args) { LinkedList<String> strings = new LinkedList<String>(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e"); for (String string : strings) { if ("e".equals(string)) { strings.remove(string); } } } } |
|---|
这段代码和例一的没啥区别，唯一不同的就是ArrayList换成了LinkedList，突然发现执行这段代码怎么就不报错了呢。 这不是搞事情么？好吧，再上一段代码。
12345678910111213141516171819202122232425 | package main.java.mo.basic; import java.util.LinkedList; /** * Created by MoXingwang on 2017/7/2. */ public class ConcurrentModificationExceptionTest { public static void main(String[] args) { LinkedList<String> strings = new LinkedList<String>(); strings.add("a"); strings.add("b"); strings.add("c"); strings.add("d"); strings.add("e"); strings.add("f"); strings.add("g"); for (String string : strings) { if ("e".equals(string)) { strings.remove(string); } } } } |
|---|
再执行一下这一段代码，返回结果居然是这样：
1234 | Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.LinkedList$ListItr.checkForComodification(LinkedList.java:953) at java.util.LinkedList$ListItr.next(LinkedList.java:886) at main.java.mo.basic.ConcurrentModificationExceptionTest.main(ConcurrentModificationExceptionTest.java:19) |
|---|
仔细一看才发现strings里面多了两个元素，怎么差别就这么大呢，分析方法和例一完全一样， 想必按照例子一的分析一定非常简单的找到答案，这就就不举例子了。
总结
总得来说，本文虽让没有对ConcurrentModificationException发生的情况深入涉及， 但是理解方法和思路都是一样的，文章中的两个例子告诉我们， 当在处理Iterable的实现类做元素remove操作，并且是在for循环中处理的时候， 理解了这些东西就会避免掉bug以及出现错误。