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集合中的快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)

什么是fail-fast(快速失败)

在用迭代器遍历集合时,当集合的结构被修改,会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

java.util 包下的集合类都是快速失败的, 常见的的使用 fail-fast 方式遍历的容器有 HashMap 和 ArrayList 等。

fail-fast(快速失败)

什么情况会出现fail-fast(快速失败)?
1.单线程环境

集合在遍历的过程中,如果要对集合进行增删操作,没有调用迭代器的方法,而是用的集合自身的方法,则可能会产生 fail-fast (快速失败)

2.多线程环境下

当一个线程在遍历某个集合的过程中,另一个线程对集合的结构进行了修改,则可能产生 fail-fast (快速失败)

具体效果我们看如下代码：

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("此时 arrayList 长度为" + arrayList.size());
       }

执行后的效果如下图：

集合中的快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)

当迭代器在遍历时，不对 arrayList 进行修改，也就是删除①时。

集合中的快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)

当迭代器在遍历时，对 arrayList 进行修改，也就保留①处代码。就会抛出 ConcurrentModificationException 异常

为什么在用迭代器遍历时，修改集合就会抛异常？

原因是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。

什么是安全失败（fail-safe）

采用安全失败的集合容器,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,所以对原集合的修改并不会被迭代器检测到

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，所以不会抛 ConcurrentModificationException 异常。

java.util.concurrent 包下面的所有的类都是安全失败的,如 ConcurrentHashMap , CopyOnWriteArrayList 等

具体效果我们看如下代码：

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("结束");
   }

执行后的效果如下图：

集合中的快速失败(fail-fast)与安全失败(fail-safe)