阿里java開發手冊已經發表,很多都值得認真研究思考,看到零度的思考題,沒忍住研究了一下。

首先,看一下給出的反例的執行結果。
1. 如果是"1",最后list中的元素為["2"]
2. 如果把"1"換成"2",會拋出ConcurrentModificationException異常
為什么會出現這種情況?這就要考察foreach的執行過程了。
1. 代碼編譯
foreach其實是一種語法糖,通過簡單明了的java語法,實現相對復雜的功能,通過查看代碼編譯之后的字節碼文件,可以看到,foreach的循環會在編譯期被轉為迭代器(Iterator)的方式,以下是反編譯之后的代碼
List<String> list = Lists.newArrayList(); list.add("1"); list.add("2"); Iterator var2 = list.iterator(); while(var2.hasNext()) { String num = (String)var2.next(); if("2".equals(num)) { list.remove(num); } }
2. ArrayList中的Iterator考察
在ArrayList內部有一個Itr的內部類,該內部類實現了Iterator接口,通過ArrayList的iterator()函數獲取到的就是內部類Itr的實例對象。
內部類Itr的屬性說明
cursor:下一個返回元素的索引
lastRet:上一個返回元素的索引,如果沒有,就是默認值-1
expectedModCount:默認值是modCount(是AbstractList的屬性,表示集合結構發生變化的次數,每次add或remove都會加1),從變量定義上就可以看出它是一個期望值,用於在遍歷的過程中查看ArrayList的結構有沒有發生變化,有點類似CAS的做法
內部類Itr的主要函數說明
hasNext()函數
用於判斷是否遍歷到了集合的末尾
return cursor != size;
checkForComodification()函數
在next()和remove()函數中都會首先調用該方法來判斷集合的結構是否發生變化,如果結構發生了變化,modCount就會加1,不等於expectedModCount,就會拋出異常
if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException();
next()函數
1. 先檢查集合的結構有沒有發生變化,若是,則拋出異常
2. 判斷cursor有沒有超過集合元素的個數
3. 判斷cursor有沒有超過ArrayList底層數組結構的大小,若是,則拋出異常
4. cursor加1,lastRet設置為當前返回元素的索引
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];
remove()函數
1. lastRet判斷是否小於0,若是,表示還未開始遍歷集合,迭代器當前的索引位於集合第一個元素之前
2. 判斷元素的結構有沒有發生變化
3. 通過ArrayList的remove函數去除lastRet索引位置的元素,此時modCount加1
4. cursor回退到lastRet的索引位置,lastRet設為-1,expectedModCount設置為當前modCount值
if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); }
3. 結合代碼分析反例
條件為"1".equals(num)的情況
第一次循環,使得cursor為1,此時,符合判斷條件,調用集合的remove函數刪除元素,modCount加1,此時不等於expectedModCount,size減1變為1
第二次循環,調用hasNext函數,此時cursor和size都為1,判斷集合中沒有可遍歷的元素,遍歷到了末尾,結束循環,集合中為"2"的元素是沒有遍歷到的
最終打印出集合,結果顯示為["2"]
條件為"2".equals(num)的情況
第一次循環,使得cursor為1,此時,不符合判斷條件
第二次循環,hasNext調用后發現集合中還有元素,繼續遍歷,cursor為2,此時,符合判斷條件,調用集合的remove函數刪除元素,modCount加1,此時不等於expectedModCount,size減1變為1
第三次循環,hasNext函數調用的時候,cursor為2,大於size,兩者也不相等,返回true,繼續執行循環體,此時,會調用next函數,由於next函數首先會判斷集合的結構有沒有發生變化,因為第二次循環中,集合的結構已經變化了,因此會拋出ConcurrentModificationException異常
4. 為什么正例就不會出現這種問題
因為刪除元素調用的是迭代器的remove函數,size變化的同時,cursor也發生了變化,不會出現cursor大於size的情況,同時,集合結構發生變化之后,迭代器的remove函數中對expectedModCount重新設值,感知到了結構的變化
最后,並發操作,需要對迭代器加鎖,就不在此贅述了。



