fail-fast簡介

fail-fast(快速失敗)，是Java集合的一種錯誤檢測機制。當在遍歷集合的過程中該集合在結構(改變集合大小)上發生變化時候，
有可能發生fail-fast，丟擲java.util.ConcurrentModificationException異常。

fail-fast出現場景

• 單執行緒場景

  •     public class FailFastSingleThreadTest {
            public static void main(String[] args) {
                List<String> lists = new ArrayList<>(10);
                for (int i = 0; i < 4; i++){
                    lists.add(String.valueOf(i));
                }
    
                //fail-fast
                for (String list : lists) {
                    lists.remove(3);
                }
            }
        }
    //output:Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
     
    

• 多執行緒場景

  •   public class FailFastMultiThread  {
          private static List<String> lists = new ArrayList<>(10);
          static {
              for (int i = 0; i < 4; i++){
                  lists.add(String.valueOf(i));
              }
          }
          public static void main(String[] args) {
              new Thread(new ForEachThread()).start();
              new Thread(new EditThread()).start();
          }
    
          //用於遍歷
          static class ForEachThread implements Runnable{
              @Override
              public void run() {
                  Iterator<String> iterator = lists.iterator();
                  while (iterator.hasNext()){
                      System.out.println(iterator.next());
                      try {
                          Thread.sleep(100);//為了另外的執行緒加入，也是為了結合在遍歷時候修改結構
                      } catch (InterruptedException e) {
                          e.printStackTrace();
                      }
                  }
    
              }
          }
    
          //用於修改結構
          static class EditThread implements Runnable{
              @Override
              public void run() {
                  lists.add("8");
              }
          }
    
      }
      //output:Exception in thread "Thread-0" java.util.ConcurrentModificationException
     
    

    產生原因

    集合能夠遍歷是因為迭代器的原因，而Iterator介面只是定義了具體的方法，集合需要實現該介面方法，
    檢視ArrayList中具體的實現方法

      //省略部分方法
      private class Itr implements Iterator<E> {
          int cursor;       // index of next element to return
          int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
          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];
          }
    
          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();
              }
          }
    
    
    
          final void checkForComodification() {
              if (modCount != expectedModCount)
                  throw new ConcurrentModificationException();
          }
      }
     
    

    可以看出在Itr是ArrayList的一個內部類，迭代器操作通過這個內部類，Itr有個expectedModCount屬性，這個屬性判斷是否與modCount相等，如果不相等丟擲異常，modCount記錄list結構上發生變化的次數，可以看出在迭代時候checkForComodification()方法檢測兩個的值不相等就丟擲異常

解決方法

• 單執行緒
  • 使用迭代器的remove方法

    public class NoFailFastSingleThread {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> lists = new ArrayList<>(10);
            for (int i = 0; i < 4; i++){
                lists.add(String.valueOf(i));
            }
  
            Iterator<String> iterator = lists.iterator();
            while (iterator.hasNext()){
                String next = iterator.next();
                if (next != null){
                    iterator.remove();
                }
            }
  
        }
    }

• 多執行緒
  • 使用java併發包下的類來代替對應的集合,如CopyOnWriteArrayList代替ArrayList，