1、Iterator迭代器
我們在平常經(jīng)常會使用到foreach，for關(guān)鍵字，其實他們的內(nèi)部原理使用的都是Iterator迭代器的原理。
但是在使用的時候需要注意的是，如果在遍歷的過程中增加元素、刪除元素等改變了List、HashMap之類的List的結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生ConcurrentModificationException（并發(fā)修改）異常。
2、分析
我們使用HashMap來分析，先看下面的一段代碼：
HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("1", "111");
map.put("2", "222");
map.put("3", "333);
Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
while(iterator.hasNext()) {
Map.Entry<String, String> entry = iterator.next(); //這里會引發(fā)ConcurrentModificationException異常
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
if(value.equals("111") {
map.remove(key);
//map.put("444");
}
}
從引發(fā)異常的代碼行跟蹤進去，進入到HashMap的HashIterator類，該類實現(xiàn)了Iterator接口。而next()方法最終會執(zhí)行到nextEntry()方法?？匆幌耼extEntry()方法的實現(xiàn)：
final Entry<K,V> nextEntry() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
HashMapEntry<K,V> e = next;
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
if ((next = e.next) == null) {
HashMapEntry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
current = e;
return e;
}
可以看到拋出異常的原因是modCount != expectedModCount。modCount是HashMap中的一個變量，當HashMap結(jié)構(gòu)改變時（比如put進去了一個新的元素，刪除了一個新的元素等），這個modCount記錄的是改變的次數(shù)，而expectedModCount是HashIterator類對象的一個變量，在HashIterator構(gòu)造函數(shù)中賦值，如下所示：
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
if (size > 0) { // advance to first entry
HashMapEntry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
}
上面的expectedModCount = modCount即為賦值語句。
返回上面舉的例子，當我們在遍歷HashMap時刪除了一個元素，即map.remove(key); 最終執(zhí)行removeEntryForKey(key)方法，在該方法中執(zhí)行了modCount++，也即modCount的值改變了。當在HashIterator中繼續(xù)往下執(zhí)行到nextEntry()方法時，由于modCount的值不等于expectedModCount，那么就拋出了ConcurrentModificationException異常。
3、為什么不相等就拋出異常
我們發(fā)散一下，如果將if (modCount != expectedModCount)這句判斷語句去掉呢？
來看一種情況，還是用上面的remove(key)作為例子，如果這個key剛好是下一個需要訪問到的key呢？順著nextEntry()看下來：
final Entry<K,V> nextEntry() {
...省略
HashMapEntry<K,V> e = next;
...省略
if ((next = e.next) == null) {
HashMapEntry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
current = e;
return e;
}
我們將異常的情況去掉。這個時候next就是我們之前刪除掉的entry，這個entry.next為空，進入if語句塊，if語句塊要做的事情是，從index開始尋找下一個不為空的元素。而index的值是entry還沒有被刪除時所處的位置。說起來聽抽象的，還是看圖說話好了：
例如，我們在遍歷的時候刪除了3號的元素，這個時候index指向了下一個元素，即index=3。當我們繼續(xù)執(zhí)行nextEntry時，由于hasMap改變了，也即table改變了，那么下次訪問到就是5號的元素，也就是說4號元素完全沒有被我們訪問到，所以這是有問題的。所以Java規(guī)定了如果HashMap的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，那么就拋出并發(fā)修改異常。
4、怎么在遍歷時增加或者刪除元素？
上面分析了既然在遍歷時不允許刪除HashMap的元素，那么我們有什么樣的方法刪除或者添加嗎？因為我們在工作時肯定會遇到這樣的問題的。
對于刪除，我們可以看到Iterator有一個remove()的方法。而HashIterator的remove()方法如下：
public void remove() {
if (current == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Object k = current.key;
current = null;
HashMap.this.removeEntryForKey(k);
expectedModCount = modCount;
}
可以看到在這里通過調(diào)用HashMap的removeEntryForKey刪除了當前的元素，并且同步地將expectedModCount修改為modCount，所以下次執(zhí)行nextEntry()方法時就不會報并發(fā)修改異常了。
上面的情況只是在單線程不會出問題，但是如果在多線程下，即使使用了remove()方法，也會有可能出現(xiàn)ConcurrentModificationException錯誤。所以在多線程下為了保證現(xiàn)場安全，我們需要對要操作的HashMap進行一個加鎖操作，這樣就可以防止在遍歷的過程中有其他現(xiàn)場去修改HashMap的結(jié)構(gòu)，從而導致出現(xiàn)ConcurrentModificationException錯誤。
那么如果我們想要添加元素呢？好像Iterator只實現(xiàn)了remove()這樣一個方法，對于其他操作并沒有為我們實現(xiàn)，那么我們就需要自己來實現(xiàn)了：
LinkedList<Map.Entry<String, String>> tempList = new LinkedList<Map.Entry<String, String>>();
tempList.addAll(map.entrySet());
ListIterator<Map.Entry<String, String>> itor = tempList.listIterator();
Map.Entry entry = null;
while (itor.hasNext()) {
entry = (Map.Entry) itor.next();
Object key = entry.getKey();
if (key.toString().equals("3")) {
map.put("33", "33");
}
}
我們可以使用一個LinkedList來裝載HashMap的entrySet，然后在遍歷時修改或者添加map的元素，由于該LinkedList的Iterator和HashMap的Iterator是不同的對象，所以不用擔心會引發(fā)并發(fā)修改異常。
