以下是本文目錄大綱：
一.ConcurrentModificationException異常出現(xiàn)的原因
二.在單線程環(huán)境下的解決辦法
三.在多線程環(huán)境下的解決方法
一、ConcurrentModificationException異常出現(xiàn)的原因
先看下面這段代碼：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = ``new ArrayList<Integer>();
list.add(``2``);
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while``(iterator.hasNext()){
Integer integer = iterator.next();
if``(integer==``2``)
list.remove(integer);
}
}
}
|
運(yùn)行結(jié)果：
從異常信息可以發(fā)現(xiàn)，異常出現(xiàn)在checkForComodification()方法中。
我們不忙看checkForComodification()方法的具體實(shí)現(xiàn)，我們先根據(jù)程序的代碼一步一步看ArrayList源碼的實(shí)現(xiàn)：
首先看ArrayList的iterator()方法的具體實(shí)現(xiàn)，查看源碼發(fā)現(xiàn)在ArrayList的源碼中并沒有iterator()這個(gè)方法，那么很顯然這個(gè)方法應(yīng)該是其父類或者實(shí)現(xiàn)的接口中的方法，我們在其父類AbstractList中找到了iterator()方法的具體實(shí)現(xiàn)，下面是其實(shí)現(xiàn)代碼：
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
從這段代碼可以看出返回的是一個(gè)指向Itr類型對象的引用，我們接著看Itr的具體實(shí)現(xiàn)，在AbstractList類中找到了Itr類的具體實(shí)現(xiàn)，它是AbstractList的一個(gè)成員內(nèi)部類，下面這段代碼是Itr類的所有實(shí)現(xiàn)：
private class Itr ``implements Iterator<E> {
int cursor = ``0``;
int lastRet = -``1``;
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size();
}
public E next() {
checkForComodification();
try {
E next = get(cursor);
lastRet = cursor++;
return next;
} ``catch (IndexOutOfBoundsException e) {
checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
}
public void remove() {
if (lastRet == -``1``)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
AbstractList.``this``.remove(lastRet);
if (lastRet < cursor)
cursor--;
lastRet = -``1``;
expectedModCount = modCount;
} ``catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
首先我們看一下它的幾個(gè)成員變量：
cursor：表示下一個(gè)要訪問的元素的索引，從next()方法的具體實(shí)現(xiàn)就可看出
lastRet：表示上一個(gè)訪問的元素的索引
expectedModCount：表示對ArrayList修改次數(shù)的期望值，它的初始值為modCount。
modCount是AbstractList類中的一個(gè)成員變量
protected transient int modCount = ``0``;
該值表示對List的修改次數(shù)，查看ArrayList的add()和remove()方法就可以發(fā)現(xiàn)，每次調(diào)用add()方法或者remove()方法就會(huì)對modCount進(jìn)行加1操作。
好了，到這里我們再看看上面的程序：
當(dāng)調(diào)用list.iterator()返回一個(gè)Iterator之后，通過Iterator的hashNext()方法判斷是否還有元素未被訪問，我們看一下hasNext()方法，hashNext()方法的實(shí)現(xiàn)很簡單：
public boolean hasNext() {
return cursor != size();
}
如果下一個(gè)訪問的元素下標(biāo)不等于ArrayList的大小，就表示有元素需要訪問，這個(gè)很容易理解，如果下一個(gè)訪問元素的下標(biāo)等于ArrayList的大小，則肯定到達(dá)末尾了。
然后通過Iterator的next()方法獲取到下標(biāo)為0的元素，我們看一下next()方法的具體實(shí)現(xiàn)：
public E next() {
checkForComodification();
try {
E next = get(cursor);
lastRet = cursor++;
return next;
} ``catch (IndexOutOfBoundsException e) {
checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
}
這里是非常關(guān)鍵的地方：首先在next()方法中會(huì)調(diào)用checkForComodification()方法，然后根據(jù)cursor的值獲取到元素，接著將cursor的值賦給lastRet，并對cursor的值進(jìn)行加1操作。初始時(shí)，cursor為0，lastRet為-1，那么調(diào)用一次之后，cursor的值為1，lastRet的值為0。注意此時(shí)，modCount為0，expectedModCount也為0。
接著往下看，程序中判斷當(dāng)前元素的值是否為2，若為2，則調(diào)用list.remove()方法來刪除該元素。
我們看一下在ArrayList中的remove()方法做了什么：
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 void fastRemove(``int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - ``1``;
if (numMoved > ``0``)
System.arraycopy(elementData, index+``1``, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = ``null``; ``// Let gc do its work
}
通過remove方法刪除元素最終是調(diào)用的fastRemove()方法，在fastRemove()方法中，首先對modCount進(jìn)行加1操作（因?yàn)閷闲薷牧艘淮危?，然后接下來就是刪除元素的操作，最后將size進(jìn)行減1操作，并將引用置為null以方便垃圾收集器進(jìn)行回收工作。
那么注意此時(shí)各個(gè)變量的值：對于iterator，其expectedModCount為0，cursor的值為1，lastRet的值為0。
對于list，其modCount為1，size為0。
接著看程序代碼，執(zhí)行完刪除操作后，繼續(xù)while循環(huán)，調(diào)用hasNext方法()判斷，由于此時(shí)cursor為1，而size為0，那么返回true，所以繼續(xù)執(zhí)行while循環(huán)，然后繼續(xù)調(diào)用iterator的next()方法：
注意，此時(shí)要注意next()方法中的第一句：checkForComodification()。
在checkForComodification方法中進(jìn)行的操作是：
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
如果modCount不等于expectedModCount，則拋出ConcurrentModificationException異常。
很顯然，此時(shí)modCount為1，而expectedModCount為0，因此程序就拋出了ConcurrentModificationException異常。
到這里，想必大家應(yīng)該明白為何上述代碼會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常了。
關(guān)鍵點(diǎn)就在于：調(diào)用list.remove()方法導(dǎo)致modCount和expectedModCount的值不一致。
注意，像使用for-each進(jìn)行迭代實(shí)際上也會(huì)出現(xiàn)這種問題。
二、在單線程環(huán)境下的解決辦法
既然知道原因了，那么如何解決呢？
其實(shí)很簡單，細(xì)心的朋友可能發(fā)現(xiàn)在Itr類中也給出了一個(gè)remove()方法：
public void remove() {
if (lastRet == -``1``)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
AbstractList.``this``.remove(lastRet);
if (lastRet < cursor)
cursor--;
lastRet = -``1``;
expectedModCount = modCount;
} ``catch (IndexOutOfBoundsException e) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
在這個(gè)方法中，刪除元素實(shí)際上調(diào)用的就是list.remove()方法，但是它多了一個(gè)操作：
expectedModCount = modCount;
因此，在迭代器中如果要?jiǎng)h除元素的話，需要調(diào)用Itr類的remove方法。
將上述代碼改為下面這樣就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = ``new ArrayList<Integer>();
list.add(``2``);
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while``(iterator.hasNext()){
Integer integer = iterator.next();
if``(integer==``2``)
iterator.remove(); ``//注意這個(gè)地方
}
}
}
三、在多線程環(huán)境下的解決方法
上面的解決辦法在單線程環(huán)境下適用，但是在多線程下適用嗎？看下面一個(gè)例子：
public class Test {
static ArrayList<Integer> list = ``new ArrayList<Integer>();
public static void main(String[] args) {
list.add(``1``);
list.add(``2``);
list.add(``3``);
list.add(``4``);
list.add(``5``);
Thread thread1 = ``new Thread(){
public void run() {
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while``(iterator.hasNext()){
Integer integer = iterator.next();
System.out.println(integer);
try {
Thread.sleep(``100``);
} ``catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
};
Thread thread2 = ``new Thread(){
public void run() {
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while``(iterator.hasNext()){
Integer integer = iterator.next();
if``(integer==``2``)
iterator.remove();
}
};
};
thread1.start();
thread2.start();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
有可能有朋友說ArrayList是非線程安全的容器，換成Vector就沒問題了，實(shí)際上換成Vector還是會(huì)出現(xiàn)這種錯(cuò)誤。
原因在于，雖然Vector的方法采用了synchronized進(jìn)行了同步，但是由于Vector是繼承的AbstarctList，因此通過Iterator來訪問容器的話，事實(shí)上是不需要獲取鎖就可以訪問。那么顯然，由于使用iterator對容器進(jìn)行訪問不需要獲取鎖，在多線程中就會(huì)造成當(dāng)一個(gè)線程刪除了元素，由于modCount是AbstarctList的成員變量，因此可能會(huì)導(dǎo)致在其他線程中modCount和expectedModCount值不等。
就比如上面的代碼中，很顯然iterator是線程私有的，
初始時(shí)，線程1和線程2中的modCount、expectedModCount都為0，
當(dāng)線程2通過iterator.remove()刪除元素時(shí)，會(huì)修改modCount值為1，并且會(huì)修改線程2中的expectedModCount的值為1，
而此時(shí)線程1中的expectedModCount值為0，雖然modCount不是volatile變量，不保證線程1一定看得到線程2修改后的modCount的值，但是也有可能看得到線程2對modCount的修改，這樣就有可能導(dǎo)致線程1中比較expectedModCount和modCount不等，而拋出異常。
因此一般有2種解決辦法：
1）在使用iterator迭代的時(shí)候使用synchronized或者Lock進(jìn)行同步；
2）使用并發(fā)容器CopyOnWriteArrayList代替ArrayList和Vector。
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