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：
  
  

  

  当迭代器在遍历时，不对arrayList进行修改，也就是删除①时。
  
  

  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？

1. 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。
2. 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：
  
  

  当迭代器在遍历时，对concurrentHashMap进行修改时，也就②。并未抛出任何异常
  
  

• 为什么在用迭代器遍历时，修改集合不会抛异常？
  
  由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历，内部都是保存了该集合对象的一个快照副本，并且没有modCount等数值做检查。

  总结

  fail-safe（安全失败）允许在遍历的过程中对容器中的数据进行修改，而fail-fast（快速失败）则不允许。