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Java ConcurrentModificationException异常原因和解决方法

2018-03-27 11:18 274 查看
Java ConcurrentModificationException异常原因和解决方法  在前面一篇文章中提到,对Vector、ArrayList在迭代的时候如果同时对其进行修改就会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。下面我们就来讨论以下这个异常出现的原因以及解决办法。  以下是本文目录大纲:  一.ConcurrentModificationException异常出现的原因  二.在单线程环境下的解决办法  三.在多线程环境下的解决方法  若有不正之处请多多谅解,并欢迎批评指正  请尊重作者劳动成果,转载请标明原文链接:  http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3933551.html

一.ConcurrentModificationException异常出现的原因

  先看下面这段代码:
   运行结果:  

  从异常信息可以发现,异常出现在checkForComodification()方法中。  我们不忙看checkForComodification()方法的具体实现,我们先根据程序的代码一步一步看ArrayList源码的实现:  首先看ArrayList的iterator()方法的具体实现,查看源码发现在ArrayList的源码中并没有iterator()这个方法,那么很显然这个方法应该是其父类或者实现的接口中的方法,我们在其父类AbstractList中找到了iterator()方法的具体实现,下面是其实现代码:
   从这段代码可以看出返回的是一个指向Itr类型对象的引用,我们接着看Itr的具体实现,在AbstractList类中找到了Itr类的具体实现,它是AbstractList的一个成员内部类,下面这段代码是Itr类的所有实现:
   首先我们看一下它的几个成员变量:  cursor:表示下一个要访问的元素的索引,从next()方法的具体实现就可看出  lastRet:表示上一个访问的元素的索引  expectedModCount:表示对ArrayList修改次数的期望值,它的初始值为modCount。  modCount是AbstractList类中的一个成员变量
   该值表示对List的修改次数,查看ArrayList的add()和remove()方法就可以发现,每次调用add()方法或者remove()方法就会对modCount进行加1操作。  好了,到这里我们再看看上面的程序:  当调用list.iterator()返回一个Iterator之后,通过Iterator的hashNext()方法判断是否还有元素未被访问,我们看一下hasNext()方法,hashNext()方法的实现很简单:
   如果下一个访问的元素下标不等于ArrayList的大小,就表示有元素需要访问,这个很容易理解,如果下一个访问元素的下标等于ArrayList的大小,则肯定到达末尾了。  然后通过Iterator的next()方法获取到下标为0的元素,我们看一下next()方法的具体实现:
   这里是非常关键的地方:首先在next()方法中会调用checkForComodification()方法,然后根据cursor的值获取到元素,接着将cursor的值赋给lastRet,并对cursor的值进行加1操作。初始时,cursor为0,lastRet为-1,那么调用一次之后,cursor的值为1,lastRet的值为0。注意此时,modCount为0,expectedModCount也为0。  接着往下看,程序中判断当前元素的值是否为2,若为2,则调用list.remove()方法来删除该元素。  我们看一下在ArrayList中的remove()方法做了什么:
   通过remove方法删除元素最终是调用的fastRemove()方法,在fastRemove()方法中,首先对modCount进行加1操作(因为对集合修改了一次),然后接下来就是删除元素的操作,最后将size进行减1操作,并将引用置为null以方便垃圾收集器进行回收工作。  那么注意此时各个变量的值:对于iterator,其expectedModCount为0,cursor的值为1,lastRet的值为0。  对于list,其modCount为1,size为0。  接着看程序代码,执行完删除操作后,继续while循环,调用hasNext方法()判断,由于此时cursor为1,而size为0,那么返回true,所以继续执行while循环,然后继续调用iterator的next()方法:  注意,此时要注意next()方法中的第一句:checkForComodification()。  在checkForComodification方法中进行的操作是:
   如果modCount不等于expectedModCount,则抛出ConcurrentModificationException异常。  很显然,此时modCount为1,而expectedModCount为0,因此程序就抛出了ConcurrentModificationException异常。  到这里,想必大家应该明白为何上述代码会抛出ConcurrentModificationException异常了。  关键点就在于:调用list.remove()方法导致modCount和expectedModCount的值不一致。  注意,像使用for-each进行迭代实际上也会出现这种问题。

二.在单线程环境下的解决办法

  既然知道原因了,那么如何解决呢?  其实很简单,细心的朋友可能发现在Itr类中也给出了一个remove()方法:
   在这个方法中,删除元素实际上调用的就是list.remove()方法,但是它多了一个操作:
   因此,在迭代器中如果要删除元素的话,需要调用Itr类的remove方法。  将上述代码改为下面这样就不会报错了:

三.在多线程环境下的解决方法

  上面的解决办法在单线程环境下适用,但是在多线程下适用吗?看下面一个例子:
   运行结果:  

  有可能有朋友说ArrayList是非线程安全的容器,换成Vector就没问题了,实际上换成Vector还是会出现这种错误。  原因在于,虽然Vector的方法采用了synchronized进行了同步,但是实际上通过Iterator访问的情况下,每个线程里面返回的是不同的iterator,也即是说expectedModCount是每个线程私有。假若此时有2个线程,线程1在进行遍历,线程2在进行修改,那么很有可能导致线程2修改后导致Vector中的modCount自增了,线程2的expectedModCount也自增了,但是线程1的expectedModCount没有自增,此时线程1遍历时就会出现expectedModCount不等于modCount的情况了。  因此一般有2种解决办法:  1)在使用iterator迭代的时候使用synchronized或者Lock进行同步;  2)使用并发容器CopyOnWriteArrayList代替ArrayList和Vector。  关于并发容器的内容将在下一篇文章中讲述。  参考资料:  http://blog.csdn.net/izard999/article/details/6708738  http://www.2cto.com/kf/201403/286536.html解决ConcurrentModificationException异常后,使用迭代器的remove()方法时,尽量用LinkedList。对于LinkedList来说,因为这个迭代器位于需要被删除的节点附近,所以对LinkedList程序花费的是线性时间,但是对于ArrayList来说,remove()的耗费昂贵。
作者:海子    出处:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/    本博客中未标明转载的文章归作者海子和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接,否则保留追究法律责任的权利。
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