Java·ConcurrentModificationException的具體緣由

《阿里巴巴Java開發手冊》第一章裏的第五節的第七點是這麼說的：

【強制】不要在 foreach 循環裏進行元素的 remove/add 操做。remove 元素請使用 Iterator 方式，若是併發操做，須要對 Iterator 對象加鎖。

裏面舉了這樣一個反例：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");

for (String item : list) {
  if ("1".equals(item)) {
    list.remove(item);
  }
} 
複製代碼

其實Java的forEach寫法內部就是迭代器，你們能夠把上面的代碼理解爲如下代碼：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
  String item = iterator.next();
  if ("1".equals(item)) {
    list.remove(item);
  }
}
複製代碼

有了這一層理解後，那咱們以ArrayList爲例，看看其內部的iterator方法：

public Iterator<E> iterator() {
    return listIterator();
}

public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
    checkForComodification();
    rangeCheckForAdd(index);
    final int offset = this.offset;

    return new ListIterator<E>() {
        hasNext()...
        next()...
        ...
    }
}             
複製代碼

因爲listIterator()方法內的內部類ListIterator的代碼太多，我就不一一貼出來了，由於咱們重點只看兩個方法：hasNext()和next()，接下來我會經過斷點調試讓你們明白爲什ConcurrentModificationException是偶爾出現：

設置斷點

我在這三處地方都打了斷點，這樣咱們就能大概清楚整個流程：

運行調試

P1

好的，咱們看到已經定位到第一個斷點位置了，從idea提供的信息咱們也能夠看出list的大小爲2：

接着往下走，又來到了第二個斷點的位置，在上面我已經說了forEach的語法的原理了，因此這樣會走到haxNext()函數這裏，這裏的cursor是指當前迭代器的指針，而size是當前集合的大小：

繼續走，咱們會來到第三個斷點：

圈紅1

注意我圈紅的第一處地方，咱們進入checkForComodification裏：

final void checkForComodification() {
  if (modCount != expectedModCount)
    throw new ConcurrentModificationException();
}
複製代碼

能夠看到，這就是咱們報錯的關鍵點，這裏的modCount變量是指集合被操做的次數，好比像add()、remove()這些方法都會讓modCount + 1，而expectedModCount是指集合的一個預期操做次數，在部分操做裏會被重置爲modCount，好比add()方法裏。

由於咱們上面添加了兩個元素，因此modCount和modCount都是2。

圈紅2

接着咱們看第二處圈紅的地方，咱們能夠發現，每一次next()的時候指針都會移動，這很好理解。

P2

斷點繼續，由於第一個元素就是1，因此這裏匹配上了：

咱們進入到remove()方法裏面，由於咱們是按照對象刪除的，因此會進入第二個分支：

接着咱們再進入fastRemove()方法，能夠看到modCount + 1了：

P3

繼續往下走，咱們又回到最開始的地方，但仔細點你會發現list的大小從2變成1了：

而後咱們又來到了hasNext()這裏了，由於cursor和size都是1，因此循環就終止了：

吃鯨

這裏你是否是懵逼了，咦？說好的報錯呢？怎麼沒報錯了？

咳咳，實際上是由於有時候會出現像上面這種巧合的狀況，就是在hasNext()方法校驗的時候，cursor恰好不等於size，而後就退出了，而恰好集合又遍歷完了，but，這個狀況是不多出現的，通常都會拋出ConcurrentModificationException異常，因此你們不要有僥倖的心理。

還原報錯

下面咱們仍是以上面的例子，只是此次我把刪除的對象從1改成2：

運行調試後跟上面的P1和P2是同樣的，因此這裏我就不重複了，惟一不一樣的地方在P3。這裏咱們已經來到第二次循環，校驗元素後會刪除元素2：

在第三次循環，（這裏是指第三次進行hasNext()）的時候，咱們能夠看到list的大小是1了：

ok，咱們繼續往下，這裏你們要特別注意，能夠看到cursor此時是2，而size倒是1，因此循環還能夠繼續：

前面咱們說過next()方法裏的checkForComodification()是檢查操做次數的，因此這裏就不復述了：

咱們進入到checkForComodification()裏，能夠看到modCount是3（由於remove()操做**modCount**自增了），而expectedModCount是2，因此就報錯了：