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前言

在实际开发过程中，我们经常会遇到遍历集合类的情况。但是其内部实现又是如何的呢？使用时需要注意的地方呢？本文一一道来。

常用遍历方式

Java集合类包含了List接口、Map接口和Set接口，分别看一下三者的便利方式。

• List接口的遍历方式

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {       //doSomething     }     Iterator
   
     it = list.iterator();     while (it.hasNext()) {       //doSomething    }     for (String s2 : list) {       //doSomething     }
   

• Map接口的遍历方式

for (Integer in : map.keySet()) {          //doSomething      }      Iterator
   
    
     > it = map.entrySet().iterator();      while (it.hasNext()) {          Map.Entry
     
       entry = it.next();          //doSomething       }      for (Map.Entry
      
        entry : map.entrySet()) {          //doSomething      }
      
     
    
   

• Set接口的遍历方式

Iterator
   
     it = set.iterator();        while (it.hasNext()) {           String value = it.next();           //doSomething          }        for(String s: set){          //doSomething       }
   

总结一下，集合类的遍历方式包括迭代器和for循环。

ConcurrentModificationException

在对集合迭代的过程中对集合进行一些修改的操作, 比如说add,remove之类的操作, 搞不好就会抛出ConcurrentModificationException, 这一点在API文档上也有说的。在迭代时只可以用迭代器进行删除。

我们以ArrayList为例，当我们使用迭代器遍历的时候，会频繁调用hasNext和next方法，其代码如下：

public boolean hasNext() {            return cursor != size;        }        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];        }

而next方法调用了checkForComodification方法，看一下内部实现：

final void checkForComodification() {            if (modCount != expectedModCount)                throw new ConcurrentModificationException();        }

继续跟踪modCount和expectedModCount两个变量，在Itr类的成员变量里对expectedModCount初始化的赋值：

int expectedModCount = modCount;

而modCount是AbstractList中的一个protected的变量, 在对集合增删的操作中均对modCount做了修改, 记录的是操作次数。通过判断遍历操作前后modCount的值是否相等，继而判断是否抛出异常。

查看ArrayList源码可以看到add和remove方法都会修改modCount的值，HashMap的也含有一个名为modCount的内部变量，处理逻辑跟ArrayList类似，不再赘述。因此不合适的使用上述方法均可能产生ConcurrentModificationException。

fail-fast和fast-safe

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fail-safe机制下，任何对集合结构的修改都会在一个复制的集合上进行修改，因此不会抛出ConcurrentModificationException。但是fail-safe机制也有如下两个问题：1、需要复制集合，产生大量的无效对象，开销大；2、无法保证读取的数据是目前原始数据结构中的数据。

fail-fast解决办法

• 方案一：在遍历过程中所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized或者直接使用Collections.synchronizedList，这样就可以解决。但是不推荐，因为增删造成的同步锁可能会阻塞遍历操作。

• 方案二：使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList。

CopyOnWriteArrayList是ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作（add、set 等等）都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。 该类产生的开销比较大，但是在两种情况下，它非常适合使用：

• 1，在不能或不想进行同步遍历，但又需要从并发线程中排除冲突时;
• 2：当遍历操作的数量大大超过可变操作的数量时;

遇到这两种情况使用CopyOnWriteArrayList来替代ArrayList再适合不过了。

总结

本文以常用集合类的遍历方式为起始，讲述了通过迭代器遍历可能引发的问题，并引出了内部的fail-fast机制，最后给出此机制的解决办法，希望能对读者有所启发。

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