以小见大,ArrayList在遍历时删除会抛异常吗?

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哈喽,大家好,我是一条。

今天和大家聊一个我很久前遇到的面试题,突然又想起来,觉得很有意思,就看了一下源码。

问题是:「ArrayList在遍历时删除会报异常吗?」

当时我回答时没太多思考,必然是会报异常,并发修改异常呀,可后来一想,难道ArrayList就不能做到边遍历边删除吗?

看完源码的我告诉大家,那必然是可以的,且听我详细讲解。

异常是怎么来的?

    @Test
    public void test1(){
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        for (Integer l:list){
            System.out.println(l);
            list.remove(0);
        }
    }

从异常信息不难定位到是checkForComodification()这个方法,看一下源码

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

modCountexpectedModCount是干什么滴,怎么就不相等了?

ArrayList在父类AbstractList中定义了一个int型的属性:modCount,在ArrayList的所有涉及结构变化的方法中都增加modCount的值,包括:add()、remove()、addAll()、removeRange()及clear()方法。这些方法每调用一次,modCount的值就加1。

拿add举例:

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

而expectedModCount是ArrayList的内部私有类Itr的属性,在调用next()方法时是没有+1操作的,自然和modCount就不会相等,异常就这么出来的。

// 省略部分代码
private class Itr implements Iterator<E> {
        int expectedModCount = modCount;

        @SuppressWarnings("unchecked")
        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];
        }
}

怎么解决

  1. 在next()方法中修改expectedModCount的值,不现实。

  2. 动一动这个remove()方法

唉,怎么Itr类里也有个remove方法,这不正是我想要的吗

	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();
            }
        }

expectedModCount = modCount;就是这一行,完美解决,所以开头的代码就可以替换成下面的:

    @Test
    public void test1(){
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);
        for (Iterator<Integer> iter = list.iterator(); iter.hasNext();){
            iter.remove();
        }
    }

这里提一点,list.forEach();其实也是用的增强for循环,同样会抛异常

而普通for循环,会有数组下标越界异常

以小见大

为什么标题说以小见大呢,其实这其中涉及快速失败安全失败两个概念:

1.快速失败(fail—fast) 在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出 Concurrent Modification Exception。

原理:迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变 modCount 的值。每当迭代器使用 hashNext()/next() 遍历下一个元素之前,都会检测 modCount 变量是否为 expectedmodCount 值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。

注意:这里异常的抛出条件是检测到 modCount != expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改 modCount 值刚好又设置为了 expectedmodCount 值,则异常不会抛出。因此,不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程,这个异常只建议用于检测并发修改的 bug。

场景:java.util 包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。

2.安全失败(fail—safe) 采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。

原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发 Concurrent Modification Exception。

缺点:基于拷贝内容的优点是避免了 Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

场景:java.util.concurrent 包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。

总结

就一点,对于ArrayList的边遍历边删除操作,请使用迭代器Iterator

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