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集合迭代器遍历的 快速失败(fail-fast)与 安全失败(fail-safe)

热度:61   发布时间:2023-11-18 15:15:39.0

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一、快速失败(fail—fast)

二、安全失败(fail—safe)

三、实例说明

题外话(关于牛客一道面试题)


一、快速失败(fail—fast)

          在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出Concurrent Modification Exception。

          原理:迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。

查看ArrayList源代码,在next方法执行的时候,会执行checkForComodification()方法

        @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 (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}

      注意:这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值,则异常不会抛出。因此,不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程,这个异常只建议用于检测并发修改的bug。

      场景:java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。

二、安全失败(fail—safe)

      采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。

      原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。

      缺点:基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

          场景:java.util.concurrent包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。

 

总的来说:快速失败和安全失败是对迭代器而言的。 快速失败:当在迭代一个集合的时候,如果有另外一个线程在修改这个集合,就会抛出ConcurrentModification异常,java.util下都是快速失败。 安全失败:在迭代时候会在集合二层做一个拷贝,所以在修改集合上层元素不会影响下层。在java.util.concurrent下都是安全失败


三、实例说明

HashMap使用Iterator进行遍历时修改集合结构。

    @Testpublic static void main(String[] args) {Map map = HashMap();Iterator iterator = map.entrySet().iterator();Iterator<Map.Entry<String, String>> mapiterator = map.entrySet().iterator();System.out.println("------删除后map内的元素------");while (mapiterator.hasNext()) {System.out.println(mapiterator.next().getValue());}}
    public static Map HashMap() {Map map = new HashMap();map.put("name", "张三");map.put("age", "15");Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next().getValue());map.remove("age");}return map;}

ConcurrentHashMap使用Iterator进行遍历时修改集合结构。

    @Testpublic static void main(String[] args) {Map map = ConcurrentHashMap();Iterator iterator = map.entrySet().iterator();Iterator<Map.Entry<String, String>> mapiterator = map.entrySet().iterator();System.out.println("------删除后map内的元素------");while (mapiterator.hasNext()) {System.out.println(mapiterator.next().getValue());}}
    //并发集合,使用Iterator进行遍历的时候对集合进行操作,不存在快速失败问题public static Map ConcurrentHashMap() {ConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();map.put("name", "李四");map.put("age", "18");//keySet是键的集合,entrySet()键值对的集合Iterator<Map.Entry<String, String>> mapiterator = map.entrySet().iterator();while (mapiterator.hasNext()) {System.out.println(mapiterator.next().getValue());map.remove("name");//正常}return map;}

 

 

 

 

 


题外话(关于牛客一道面试题)

Iterator提供了统一遍历操作集合元素的统一接口, Collection接口继承Iterable接口, 
每个集合都通过实现Iterable接口中iterator()方法(Iterable接口中没有iterator()方法,iterator()方法是在Collection接口中定义的)返回Iterator接口的实例, 然后对集合的元素进行迭代操作. 
有一点需要注意的是:在迭代元素的时候不能通过集合的方法删除元素, 否则会抛出ConcurrentModificationException 异常. 但是可以通过Iterator接口中的remove()方法进行删除(这里我仍然还没有找到依据,没搞懂).

 

 

 


参考:

https://www.nowcoder.com/tutorial/94/a028d353123b47e29fdfb6aba51fc72c

https://blog.csdn.net/sinat_35821285/article/details/80226019

https://blog.csdn.net/u010889616/article/details/79954413

 

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