Java 集合系列04之 fail-fast总结(通过ArrayList来说明fail-fast的原理、解决办法)

概要

前面，我们已经学习了ArrayList。接下来，我们以ArrayList为例，对Iterator的fail-fast机制进行了解。内容包括：：
1 fail-fast简介
2 fail-fast示例
3 fail-fast解决办法
4 fail-fast原理
5 解决fail-fast的原理

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1 fail-fast简介

fail-fast 机制是java集合(Collection)中的一种错误机制。当多个线程对同一个集合的内容进行操作时，就可能会产生fail-fast事件。
例如：当某一个线程A通过iterator去遍历某集合的过程中，若该集合的内容被其他线程所改变了；那么线程A访问集合时，就会抛出ConcurrentModificationException异常，产生fail-fast事件。

在详细介绍fail-fast机制的原理之前，先通过一个示例来认识fail-fast。

2 fail-fast示例

示例代码：(FastFailTest.java)

package java.util.concurrent;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.locks.*;
import sun.misc.Unsafe;

public class CopyOnWriteArrayList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {

...

// 返回集合对应的迭代器
public Iterator<E> iterator() {
return new COWIterator<E>(getArray(), 0);
}

...

private static class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {
private final Object[] snapshot;

private int cursor;

private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
cursor = initialCursor;
// 新建COWIterator时，将集合中的元素保存到一个新的拷贝数组中。
// 这样，当原始集合的数据改变，拷贝数据中的值也不会变化。
snapshot = elements;
}

public boolean hasNext() {
return cursor < snapshot.length;
}

public boolean hasPrevious() {
return cursor > 0;
}

public E next() {
if (! hasNext())
throw new NoSuchElementException();
return (E) snapshot[cursor++];
}

public E previous() {
if (! hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
return (E) snapshot[--cursor];
}

public int nextIndex() {
return cursor;
}

public int previousIndex() {
return cursor-1;
}

public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}

public void set(E e) {
throw new UnsupportedOperationException();
}

public void add(E e) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}

...

}

View Code
从中，我们可以看出:

(01) 和ArrayList继承于AbstractList不同，CopyOnWriteArrayList没有继承于AbstractList，它仅仅只是实现了List接口。
(02) ArrayList的iterator()函数返回的Iterator是在AbstractList中实现的；而CopyOnWriteArrayList是自己实现Iterator。
(03) ArrayList的Iterator实现类中调用next()时，会“调用checkForComodification()比较‘expectedModCount’和‘modCount’的大小”；但是，CopyOnWriteArrayList的Iterator实现类中，没有所谓的checkForComodification()，更不会抛出ConcurrentModificationException异常！

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