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 Java集合的快速失败机制 fail-fast

 常见的集合有哪些

 总结

  快速失败

fail-fast的字面意思是快速失败。当在遍历集合元素时，经常会使用迭代器，但在迭代器遍历元素的过程中，如果集合的结构被改变的话，就会抛出异常，防止继续遍历。这就是所谓的快速失败机制。

fail-fast即快速失败机制，它是java集合中的一种错误检测机制，当多个线程（当个线程也是可以），在结构上对集合进行改变时，就有可能会产生fail-fast机制。

当Iterator这个迭代器被创建后，除了迭代器本身的方法(remove)可以改变集合的结构外，其他的因素如若改变了集合的结构，都被抛出ConcurrentModificationException异常。ListIterator---list

原理：

      modCount和Iterator实现类中的expectedModCount

fail-safe与fail-fast的区别

当我们对集合结构上做出改变的时候，fail-fast机制就会抛出异常。但是，对于采用fail-safe机制来说，就不会抛出异常。这是因为，当集合的结构被改变的时候，fail-safe机制会在复制原集合的一份数据出来，然后在复制的那份数据遍历。因此，虽然fail-safe不会抛出异常，但存在以下缺点:

1. 复制时需要额外的空间和时间上的开销。

2. 不能保证遍历的是最新内容。

- Java.util包中的所有集合类都被设计为fail-fast快速失败，java.util.concurrent 中的集合类都为fail-safe安全失败的

- Fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException，Fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException

- 安全失败Fail-Safe 类型的数据结构，当集合对象发生结构性修改时不会抛出任何异常。这是因为迭代器在执行开始前，基于原集合类元拷贝了一份元素副本，因此迭代器执行的操作，如遍历、添加或删除等，并非原集合类对象的内部元素

 集合容错总结

Fail Fast 迭代器的几个关键点：

- 遍历时一旦发现原集合对象发生修改则会抛出 ConcurrentModificationException

- 被遍历的是原集合对象的元素

- 这类迭代器不需要额外内存空间

Fail Safe 迭代器的几个关键点：

- 允许在进行迭代时对原集合对象的元素进行修改

- 在遍历的同时修改集合对象的元素，不会抛出任何异常

- 一种实现是：遍历的是原集合类对象元素的拷贝，需要额外的内存空间用于拷贝的元素数组。另一种实现是：weakly consistent，内存弱一致性。

数据结构

Fail-Fast

- ArrayList、LinkedList、Vector【虽然是线程安全的】

- HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

- HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable【虽然是线程安全的】

- Collections.synchronizedXXX() 包装出的【虽然是线程安全的】

Fail-Safe

- CopyOnWriteArrayList

- CopyOnWriteArraySet

- ConcurrentSkipListSet

- ConcurrentHashMap

 Java集合的快速失败机制 fail-fast

是java集合的一种错误检测机制，当多个线程对集合进行结构上的改变的操作时，

有可能会产生 fail-fast 机制。

例如：假设存在两个线程（线程1、线程2），线程1通过Iterator在遍历集合A中的

元素，在某个时候线程2修改了集合A的结构（是结构上面的修改，而不是简单的修

改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出

ConcurrentModificationException 异常，从而产生fail-fast机制。

原因：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。

解决办法：

1. 在遍历过程中，所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized。

2. 使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList

ArrayList中的具体实现

 public Iterator<E> iterator() {

return new Itr();

}

 Itr类是ArrayList中针对Iterator接口的内部实现类

private class Itr implements Iterator<E> {

int cursor; // index of next element to return

int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such

int expectedModCount = modCount; //是缓存的获取Itr对象时ArrayList中的modCount值

 public E next() { //是调用iterator.next获取下一元素时所调用的方法

checkForComodification();

......

 }

 当前的修改次数是否等于缓存的修改次数，如果不相等则通过抛出运行时异常阻止后续程序的执行

final void checkForComodification() {

if (modCount != expectedModCount)

throw new ConcurrentModificationException();

}

 常见的集合有哪些

         Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：

         1. Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口

         2. Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties等

ConcurrentHashMap可以理解为HashMap的线程安全版

         3. Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等

HashSet--HashMap TreeSet---TreeMapLinkedHashSet--LinkedHashMap

         4. List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等

         ArrayList--CopyOnWriteArrayList

 总结

 1、所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，

 Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。

 2、集合接口：6个接口（短虚线表示），表示不同集合类型，是集合框架的基础。

        Collection List Set Queue Map Comparable Comparator Iterable Iterator

         3、抽象类：5个抽象类（长虚线表示），对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。

         AbstractList AbstractSet AbstractMap...

         4、实现类：8个实现类（实线表示），对接口的具体实现。

ArrayList LinkedListHashSet TreeSetHashMapTreeMapStack      PriorityQueue

         VectorLinkedHashSetHashtableLinkedHashMap

         5、Collection 接口是一组无序并允许重复的对象。

         6、Set 接口继承 Collection，集合元素无序且不重复。

         hashCode和equals

         7、List接口继承 Collection，允许重复，维护元素插入顺序。

         8、Map接口是键－值对象，与Collection接口没有什么关系。

         9、Set、List和Map可以看做集合的三大类：

- List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

- Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是集合里元素不允许重复的原因）。

- Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

         10、遍历集合中的对象，IterableiteratorListIterator[双向遍历]

         特殊的迭代器（走访器）Enumeration属于已经不建议使用的方法

@since 1.0

public interface Enumeration<E>

Enumeration<Integer> enu = list.elements();

while(enu.hasMoreElements()) {

         Integer obj=enu.nextElement();

         System.out.println(obj);

}

         11、看Arrays和Collections。它们是操作数组、集合的两个工具类

最后

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