為什么在foreach循環(huán)中JAVA集合不能添加或刪除元素
1. 編碼強制規(guī)約
在《阿里巴巴Java開發(fā)手冊》中,針對集合操作,有一項規(guī)定,如下:
【強制】不要在 foreach 循環(huán)里進行元素的 remove/add 操作。remove 元素請使用 Iterator方式,如果并發(fā)操作,需要對 Iterator 對象加鎖。
public class SimpleTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Lists.newArrayList();
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
list.add("4");
//正例
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String item = iterator.next();
if ("1".equalsIgnoreCase(item)) {
iterator.remove();
}
}
//反例
for (String item : list) {
if ("2".equals(item)) {
list.remove(item);
}
}
}
}
2. 原因分析
在循環(huán)或迭代時,會首先創(chuàng)建一個迭代實例,這個迭代實例的expectedModCount 賦值為集合的modCount.
每當?shù)魇?#12132; hashNext() / next() 遍歷下⼀個元素之前,都會檢測 modCount 變量與expectedModCount 值是否相等,相等的話就返回遍歷;否則就拋出異?!綜oncurrentModificationException】,終⽌遍歷
如果在循環(huán)中添加或刪除元素,是直接調用集合的add,remove方法【導致了modCount增加或減少】,但這些方法不會修改迭代實例中的expectedModCount,導致在迭代實例中expectedModCount 與 modCount的值不相等,拋出ConcurrentModificationException異常
但迭代器中的remove,add方法,會在調用集合的remove,add方法后,將expectedModCount 重新賦值為modCount,所以在迭代器中增加、刪除元素是可以正常運行的。
可以參考ArrayList中的內部私有類Itr、ListItr的源碼
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
/**
* An optimized version of AbstractList.Itr
*/
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
Itr() {}
//刪除了一些代碼
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
3. 相關知識介紹
3.1. 什么是快速失敗(fail-fast)?
快速失敗(fail-fast) 是 Java 集合的⼀種錯誤檢測機制。在使⽤迭代器對集合進⾏遍歷的時候,在多線程下操作⾮安全失敗(fail-safe)的集合類可能就會觸發(fā) fail-fast 機制,導致拋出ConcurrentModificationException 異常。
另外,在單線程下,如果在遍歷過程中對集合對象的內容進⾏了修改的話也會觸發(fā) fail-fast 機制。
舉個例⼦:多線程下,如果線程 1 正在對集合進⾏遍歷,此時線程 2 對集合進⾏修改(增加、刪除、修改),或者線程 1 在遍歷過程中對集合進⾏修改,都會導致線程 1 拋出ConcurrentModificationException 異常。
3.2. 什么是安全失敗(fail-safe)呢?
采⽤安全失敗機制的集合容器,在遍歷時不是直接在集合內容上訪問的,⽽是先復制原有集合內容,在拷⻉的集合上進⾏遍歷。所以,在遍歷過程中對原集合所作的修改并不能被迭代器檢測到,故不會拋ConcurrentModificationException 異常。
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