探究Java并发修改异常ConcurrentModificationException的成因与剖析
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更新于2024-08-04
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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。
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