Java Collection的Fail fast与Fail safe迭代器

Java Collection框架提供了迭代器Iterator用于遍历集合元素，有以下两种迭代器

Fail fast Iterator

大多数 Java 1.4 的Collection类，如Vector，ArrayList，HashSet，以及HashMap，提供的都是Fail fast行为的迭代器。指的是当迭代器正在遍历Collection时，若当前线程或其他线程对Collection元素进行添加，删除或更新操作，就会抛出ConcurrentModificationException异常

具体实现是通过计数器来跟踪元素的添加，删除，更新等操作，以HashMap为例

public class HashMap<K,V>
    extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
{
  ...
  // modCount计数器，对集合元素的操作都会增加modCount的值
  transient int modCount;
  ...
}

private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> 
{
  HashIterator() {
    // 记录遍历开始时的modCount
    expectedModCount = modCount;
    ...
  }

  final Entry<K,V> nextEntry() {
    // 若modCount改变，就抛出ConcurrentModificationException
    if (modCount != expectedModCount)
      throw new ConcurrentModificationException();
    ...
  }
}

以下HashMap的例子将抛出ConcurrentModificationException异常

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;

public class FailFastIterators {
  public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> marks = new HashMap<String, Integer>();
    marks.put("Maths", new Integer(129));
    marks.put("Science", new Integer(139));
    marks.put("Sanskrit", new Integer(94));

    Iterator iter = marks.keySet().iterator();

    while(iter.hasNext()) {
      System.out.println(marks.get(iter.next()));
      marks.remove("Science");
    }
  }
}

控制台输出：

129
Exception in thread “main” java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.HashMap$HashIterator.nextEntry(Unknown Source)
at java.util.HashMap$KeyIterator.next(Unknown Source)
at tutorials.FailFastIterators.main(FailFastIterators.java:30)

需要注意的是，modCount的操作并不是synchronized，因此并不保证当元素有变动时，一定会抛出异常，开发人员也不应该依赖此异常来判断元素的变动

Fail safe Iterator

Fail safe迭代器则不会抛出上述异常，因为其工作在Collection的一个备份上，而不是Collection本身；CopyOnArrayList，ConcurrentHashMap的迭代器就是Fail safe行为的

我们将上一个例子换成ConcurrentHashMap

import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class FailFastIterators {
  public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> marks = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();
    marks.put("Maths", new Integer(129));
    marks.put("Science", new Integer(139));
    marks.put("Sanskrit", new Integer(94));

    Iterator iter = marks.keySet().iterator();

    while(iter.hasNext()) {
      System.out.println(marks.get(iter.next()));
      marks.remove("Science");
    }
  }
}

控制台输出：

129
94

最后

以上就是笑点低毛豆为你收集整理的Java Collection的Fail fast与Fail safe迭代器的全部内容，希望文章能够帮你解决Java Collection的Fail fast与Fail safe迭代器所遇到的程序开发问题。

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