集合操作出现的ConcurrentModificationException（源码分析）

摘要：

为了保证线程安全，在迭代器迭代的过程中，线程是不能对集合本身进行操作（修改，删除，增加）的，否则会抛出ConcurrentModificationException的异常。　

示例：

  public static void main(String[] args) {
         Collection num = new ArrayList<String>();
         num.add("One");
         num.add("Two");
         num.add("Three");

         Iterator<String> iterator= num.iterator();
         while(iterator.hasNext()){
             String element = iterator.next();
             if("One".equals(element)){
                num.remove(element);
             }else {
                 System.out.println(element);
             }
         }
     }
 }

运行结果：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:831)
at com.mobin.thread.IterationTest.main(IterationTest.java:20) //错误代码对应上面的11行

源码分析

先来分析下整个代码的执行流程：

 

集合操作中有两个比较重要的指标：modCount和exceptedModCount。

 

modCount值是用来记录当前集合被修改的次数，每修改一次就进行加1（可以认为为集合的版本号），而exceptedModCount是在iterator初始化是就已经指定的值，值为exceptedModCount = modCount，对于上面的代码，开始就对集合进行了三次add操作，所以modCount=3，当代码执行到第9行时就创建了iterator对象执行exceptedModCount = modCount语句对exceptedModCount进行了赋值操作，此时exceptedModCount=3，具体过程如下：

当执行到while语句时，会对iterator.hasnext()进行判断真假，hasnext访方法实现如下：

public boolean hasNext() {
   return cursor != size;
}

cursor又是什么呢？

     cursor是访问集合时指向元素的游标，开始为0，每执行next语句一次就+1，所以当访问到最后一个元素时cursor就等于size，此时就会结束循环。

之后执行next语句，next具体实现如下：

  public E next() {
             checkForComodification();
             int i = cursor;
             if (i >= size)
                 throw new NoSuchElementException();
             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
             if (i >= elementData.length)
                 throw new ConcurrentModificationException();
             cursor = i + 1;
             return (E) elementData[lastRet = i];
   }

接着代码进入if语句执行了remove操作，modCount的值+1，这时再一次循环while语句进入next语句并执行next里的checkForComodifcation方法对modCount和exceptedModCount的值进行判断，此时modCount！= exceptedModCount就抛出了开始的那个异常，这就是报错的原因。

 

当把if语句里的条件改下面代码又会怎样呢？

if("Two".equals(element)){ //条件发生了改变，对第二个元素进行判断
   num.remove(element);
}else {
   System.out.println(element);
}

运行结果：

One

只输出了一个值就结束程序了，并没有报错！

 

当执行第一遍while语句时，执行了next方法，cursor值+1，cursor=1,并输出One

 

当执行第二遍while语句时，执行了next方法，cursor值+1，cursor=2,并删除了Two这个元素，size也为2，

 

还记得是怎样判断while条件真假的吗？

 public boolean hasNext() {
 return cursor != size;
 }

所以当执行第三遍while语句时，cursor = size，hasnext返回false，结束循环，所以程序“来不及”报错就退出循环了，最后只输出一个元素。

 

解决办法

那么又如何在迭代集合时对集合进行操作呢？

方法一：

使用CopyOnWriteArrayList,而不是ArrayList

Collection num = new CopyOnWriteArrayList();

原理：

CopyOnWriteArrayList会先复制一个集合副本，当对集合进行修改时普遍的上修改的是副本里的值，修改完后再将原因集合的引用指向这个副本，避免抛出ConcurrentModificationException异常,使用了CopyOnWriteArrayList,多线程可以同时对这个容器进行迭代，而不会干扰或者与修改容器的线程相互干扰

底层源码实现如下：

 public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock; //重入锁
    lock.lock(); //加锁，效果与synchronized一样
 try {
    Object[] elements = getArray();
    int len = elements.length; //得到数组长度
    Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //复制元素到一个新数组里
    newElements[len] = e; //原数组指向新数组
    setArray(newElements);
    return true;
 } finally {
    lock.unlock(); //在finally里解锁是为了避免发生死锁
 }
 }

方法二：

使用iterator对象的remove方法

if("Two".equals(element)){
    iterator.remove(); //修改了此行
}else {
    System.out.println(element);
}