集合中的快速失敗(fail-fast)與安全失敗(fail-safe)

什麼是fail-fast(快速失敗)

在用迭代器遍歷集合時,當集合的結構被修改,會拋出ConcurrentModificationException異常。

java.util包下的集合類都是快速失敗的, 常見的的使用fail-fast方式遍歷的容器有HashMap和ArrayList等。

fail-fast(快速失敗)

• 什麼狀況會出現fail-fast(快速失敗)?

  1.單線程環境
  集合在遍歷的過程當中,若是要對集合進行增刪操做,沒有調用迭代器的方法,而是用的集合自身的方法,則可能會產生fail-fast(快速失敗)
  2.多線程環境下
  當一個線程在遍歷某個集合的過程當中,另外一個線程對集合的結構進行了修改,則可能產生fail-fast(快速失敗)
  
  

• 具體效果咱們看以下代碼：

  ArrayList arrayList = new ArrayList();
         arrayList.add("a");
         arrayList.add("c");
         arrayList.add("d");
  
         Iterator iterator = arrayList.iterator();
         while (iterator.hasNext()) {
             System.out.println(iterator.next());
             arrayList.add("e"); ①
             System.out.println("此時 arrayList 長度爲" + arrayList.size());
         }

  執行後的效果以下圖：
  
  

  

  當迭代器在遍歷時，不對arrayList進行修改，也就是刪除①時。
  
  

  當迭代器在遍歷時，對arrayList進行修改，也就保留①處代碼。就會拋出 ConcurrentModificationException 異常
  
  

• 爲何在用迭代器遍歷時，修改集合就會拋異常？

1. 緣由是迭代器在遍歷時直接訪問集合中的內容，而且在遍歷過程當中使用一個modCount變量。集合在被遍歷期間若是內容發生變化，就會改變modCount的值。
2. 每當迭代器使用hashNext()/next()遍歷下一個元素以前，都會檢測modCount變量是否爲 expectedModCount值，是的話就返回遍歷；不然拋出異常，終止遍歷。

什麼是安全失敗（fail-safe）

採用安全失敗的集合容器,在遍歷時不是直接在集合內容上訪問的,而是先複製原有集合內容,在拷貝的集合上進行遍歷,因此對原集合的修改並不會被迭代器檢測到

因爲迭代時是對原集合的拷貝進行遍歷，因此在遍歷過程當中對原集合所做的修改並不能被迭代器檢測到，因此不會拋 ConcurrentModificationException異常。

java.util.concurrent包下面的全部的類都是安全失敗的,如ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList等

• 具體效果咱們看以下代碼：

  ConcurrentHashMap concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap();
         concurrentHashMap.put("a", 1);
         concurrentHashMap.put("b", 2);
         concurrentHashMap.put("c", 3);
  
         Set set = concurrentHashMap.entrySet();
         Iterator iterator = set.iterator();
  
         while (iterator.hasNext()) {
             System.out.println(iterator.next());
             concurrentHashMap.put("d", 4); ②
         }
         System.out.println("結束");
     }

  執行後的效果以下圖：
  
  

  當迭代器在遍歷時，對concurrentHashMap進行修改時，也就②。並未拋出任何異常
  
  

• 爲何在用迭代器遍歷時，修改集合不會拋異常？
  
  因爲迭代時是對原集合的拷貝進行遍歷，內部都是保存了該集合對象的一個快照副本，而且沒有modCount等數值作檢查。

  總結

  fail-safe（安全失敗）容許在遍歷的過程當中對容器中的數據進行修改，而fail-fast（快速失敗）則不容許。