探究Java并发修改异常ConcurrentModificationException的成因与剖析

在Java编程中，`java.util.ConcurrentModificationException`（并发修改异常）是一种常见的运行时异常，通常发生在多线程环境中对集合（如ArrayList）进行并发修改时。这个异常会在尝试遍历集合的同时，集合的内部状态被其他线程所改变，导致预期的行为出错。 在理解这个问题时，我们可以通过一个简单的例子来分析。假设有一个ArrayList，我们试图用迭代器（Iterator）遍历它，但同时在迭代过程中对列表进行添加或删除操作。这段代码可能会引发`ConcurrentModificationException`： ```java List<String> list = new ArrayList<>(); // ... 填充列表 Iterator<String> iterator = list.iterator(); while (iterator.hasNext()) { String element = iterator.next(); // 在这里可能进行其他线程的修改，如 list.add() 或 list.remove() } ``` 当我们在`iterator.next()`调用后，迭代器期望列表的状态不会变化。然而，当我们执行`list.add()`或`list.remove()`时，`ArrayList`的`modCount`（表示修改计数）会增加，与迭代器持有的期望值不符。`AbstractList`类中的`checkForComodification()`方法会在适当的时候检查这个差异，如果发现修改计数与期望不符，就会抛出`ConcurrentModificationException`。 `Itr`类是ArrayList内部的迭代器实现，它维护了几个关键变量，如`cursor`（表示当前访问元素的索引）和`lastRet`（上一次返回的元素索引），以及`expectedModCount`。当迭代器调用`hasNext()`或`next()`方法时，会检查`expectedModCount`是否与实际的`modCount`匹配。如果不匹配，这表明集合在迭代过程中已被修改，从而触发异常。 为了避免这种异常，一种常见做法是使用`Collections.synchronizedList()`同步集合，确保在迭代期间不会发生并发修改；另一种是使用`Iterator`的`hasNext()`方法和`next()`方法的组合，确保在调用`next()`之前检查是否有剩余元素，例如： ```java while (iterator.hasNext() && !list.containsSomeNewElements()) { // ... } ``` 通过这种方式，可以确保在尝试获取下一个元素之前，没有其他线程修改列表，从而避免`ConcurrentModificationException`的发生。了解并处理好并发修改问题，是编写高效且健壮多线程程序的关键。