Java ConcurrentModificationException 异常分析与解决方案

2014-03-19 0 个评论
来源：Java ConcurrentModificationException 异常分析与解决方案
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一、单线程

1. 异常情况举例

只要抛出出现异常，可以肯定的是代码一定有错误的地方。先来看看都有哪些情况会出现ConcurrentModificationException异常，下面以ArrayList remove 操作进行举例：

使用的数据集合：

?
以下三种情况都会出现异常：

?
异常信息如下：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)

at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)

2. 根本原因

以上都有3种出现异常的情况有一个共同的特点，都是使用Iterator进行遍历，且都是通过ArrayList.remove(Object) 进行删除操作。

想要找出根本原因，直接查看ArrayList源码看为什么出现异常：

?
List、Set、Map 都可以通过Iterator进行遍历，这里仅仅是通过List举例，在使用其他集合遍历时进行增删操作都需要留意是否会触发ConcurrentModificationException异常。

3. 解决方案

上面列举了会出现问题的几种情况，也分析了问题出现的根本原因，现在来总结一下怎样才是正确的，如果避免遍历时进行增删操作不会出现ConcurrentModificationException异常。

?
输出结果都是：List Value:[1, 2, 4, 5] ， 不会出现异常。

以上4种解决办法在单线程中测试完全没有问题，但是如果在多线程中呢？

二、多线程

1. 同步异常情况举例

上面针对ConcurrentModificationException异常在单线程情况下提出了4种解决方案，本来是可以很哈皮的洗洗睡了，但是如果涉及到多线程环境可能就不那么乐观了。

下面的例子中开启两个子线程，一个进行遍历，另外一个有条件删除元素：

?
输出结果：

遍历集合 value = 1

删除元素 value = 1

遍历集合 value = 2

删除元素 value = 2

遍历集合 value = 3

删除元素 value = 3

Exception in thread "Thread-0" 删除元素 value = 4

java.util.ConcurrentModificationException

at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)

at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)

at list.ConcurrentModificationExceptionStudy$1.run(ConcurrentModificationExceptionStudy.java:42)

at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

删除元素 value = 5

结论：

上面的例子在多线程情况下，仅使用单线程遍历中进行删除的第1种解决方案使用it.remove()，但是测试得知4种的解决办法中的1、2、3依然会出现问题。

接着来再看一下JavaDoc对java.util.ConcurrentModificationException异常的描述：

当方法检测到对象的并发修改，但不允许这种修改时，抛出此异常。

说明以上办法在同一个线程执行的时候是没问题的，但是在异步情况下依然可能出现异常。

2. 尝试方案

(1) 在所有遍历增删地方都加上synchronized或者使用Collections.synchronizedList，虽然能解决问题但是并不推荐，因为增删造成的同步锁可能会阻塞遍历操作。

(2) 推荐使用ConcurrentHashMap或者CopyOnWriteArrayList。

3. CopyOnWriteArrayList注意事项

(1) CopyOnWriteArrayList不能使用Iterator.remove()进行删除。

(2) CopyOnWriteArrayList使用Iterator且使用List.remove(Object);会出现如下异常：

java.lang.UnsupportedOperationException: Unsupported operation remove

at java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList$ListIteratorImpl.remove(CopyOnWriteArrayList.java:804)

4. 解决方案

单线程情况下列出4种解决方案，但是发现在多线程情况下仅有第4种方案才能在多线程情况下不出现问题。

?
输出结果：

删除元素 value = 1

遍历集合 value = 1

删除元素 value = 2

遍历集合 value = 2

删除元素 value = 3

遍历集合 value = 3

删除元素 value = 4

遍历集合 value = 4

删除元素 value = 5

遍历集合 value = 5

OK，搞定

三、参考资料

《How to Avoid ConcurrentModificationException when using an Iterator》