java中的快速失败机制(fail-fast)安全失败机制(fail-safe)
一:快速失败(fail—fast)
迭代器模式:就是提供一种方法对一个容器对象中的各个元素进行访问,而又不暴露该对象容器的内部细节。
在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出Concurrent Modification Exception。(这个过程包括多线程下的修改,也包括单线程的修改)
原理:迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。
场景:java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。
private static ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
private static void testFailFast() { for(int i=0;i<5;i++) { list.add(String.valueOf(i)); } Iterator iter=list.iterator(); String value=null; while(iter.hasNext()) { value = (String)iter.next(); System.out.print(value+", "); list.remove(value);//在用Iterator遍历的过程中,如果在原集合对象上进行修改就会报ConcurrentModificationException错误 } printAll();
}
但是你直接在Iterator上操作就不会报错
private static void testFailFast() { for(int i=0;i<5;i++) { list.add(String.valueOf(i)); } Iterator iter=list.iterator(); String value=null; while(iter.hasNext()) { value = (String)iter.next(); System.out.print(value+", "); iter.remove(); } printAll();
}
集合被全部删除,这是因为在Iterator的remove操作中更新了expectedModCount=modCount的值,而集合对象自己的remove方法中是没有这个操作的
在多线程的情况下同单线程,主要就是在用Iterator遍历的时候不要直接操作原集合对象。
二:安全失败(fail—safe)
采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。
原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。
缺点:基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。
场景:java.util.concurrent包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。
private static CopyOnWriteArrayList<String> safelist = new CopyOnWriteArrayList<String>();
private static void testFailSafe() { for(int i=0;i<5;i++) { safelist.add(String.valueOf(i)); } String value=null; Iterator iter=safelist.iterator(); while(iter.hasNext()) { value = (String)iter.next(); System.out.print(value+", "); safelist.remove(value);//可以在原集合对象上操作,没有报错 } printAll(); }
使用Foreach时对集合的结构进行修改会出现异常:
上面我们说了实现了Iterable接口的类就可以通过Foreach遍历,那是因为foreach要依赖于Iterable接口返回的Iterator对象,所以从本质上来讲,Foreach其实就是在使用迭代器,在使用foreach遍历时对集合的结构进行修改,和在使用Iterator遍历时对集合结构进行修改本质上是一样的。所以同样的也会抛出异常,执行快速失败机制。
for循环与迭代器的对比:
效率上各有各的优势:
> ArrayList对随机访问比较快,而for循环中使用的get()方法,采用的即是随机访问的方法,因此在ArrayList里for循环快。
> LinkedList则是顺序访问比较快,Iterator中的next()方法采用的是顺序访问方法,因此在LinkedList里使用Iterator较快。
> 主要还是要依据集合的数据结构不同的判断。
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