ConcurrentModificationException的原因以及解决措施

2023-11-08 19:58

本文主要是介绍ConcurrentModificationException的原因以及解决措施,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1. ConcurrentModificationException异常出现的原因

先看下面这段代码:

package test;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;public class test {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();list.add(2);Iterator<Integer> iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()) {Integer integer = iterator.next();if (integer == 2)list.remove(integer);}}
}
运行结果:

从异常信息可以发现,异常出现在checkForComodification()方法中。

  我们不忙看checkForComodification()方法的具体实现,我们先根据程序的代码一步一步看ArrayList源码的实现:

  首先看ArrayList的iterator()方法的具体实现,查看源码发现在ArrayList的源码中并没有iterator()这个方法,那么很显然这个方法应该是其父类或者实现的接口中的方法,我们在其父类AbstractList中找到了iterator()方法的具体实现,下面是其实现代码:

public Iterator<E> iterator() {return new Itr();}
从这段代码可以看出返回的是一个指向Itr类型对象的引用,我们接着看Itr的具体实现,在AbstractList类中找到了Itr类的具体实现,它是AbstractList的一个成员内部类,下面这段代码是Itr类的所有实现:
private class Itr implements Iterator<E> {int cursor = 0;int lastRet = -1;int expectedModCount = modCount;public boolean hasNext() {return cursor != size();}public E next() {checkForComodification();try {E next = get(cursor);lastRet = cursor++;return next;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {checkForComodification();throw new NoSuchElementException();}}public void remove() {if (lastRet == -1)throw new IllegalStateException();checkForComodification();try {AbstractList.this.remove(lastRet);if (lastRet < cursor)cursor--;lastRet = -1;expectedModCount = modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new ConcurrentModificationException();}}final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();}}

首先我们看一下它的几个成员变量:

  cursor:表示下一个要访问的元素的索引,从next()方法的具体实现就可看出

  lastRet:表示上一个访问的元素的索引

  expectedModCount:表示对ArrayList修改次数的期望值,它的初始值为modCount。

  modCount是AbstractList类中的一个成员变量

protected transient int modCount = 0;

该值表示对List的修改次数,查看ArrayList的add()和remove()方法就可以发现,每次调用add()方法或者remove()方法就会对modCount进行加1操作。

  好了,到这里我们再看看上面的程序:

  当调用list.iterator()返回一个Iterator之后,通过Iterator的hashNext()方法判断是否还有元素未被访问,我们看一下hasNext()方法,hashNext()方法的实现很简单:

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

如果下一个访问的元素下标不等于ArrayList的大小,就表示有元素需要访问,这个很容易理解,如果下一个访问元素的下标等于ArrayList的大小,则肯定到达末尾了。

  然后通过Iterator的next()方法获取到下标为0的元素,我们看一下next()方法的具体实现:

public E next() {checkForComodification();try {E next = get(cursor);lastRet = cursor++;return next;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {checkForComodification();throw new NoSuchElementException();}}

这里是非常关键的地方:首先在next()方法中会调用checkForComodification()方法,然后根据cursor的值获取到元素,接着将cursor的值赋给lastRet,并对cursor的值进行加1操作。初始时,cursor为0,lastRet为-1,那么调用一次之后,cursor的值为1,lastRet的值为0。注意此时,modCount为0,expectedModCount也为0。

  接着往下看,程序中判断当前元素的值是否为2,若为2,则调用list.remove()方法来删除该元素。

  我们看一下在ArrayList中的remove()方法做了什么:

public boolean remove(Object o) {if (o == null) {for (int index = 0; index < size; index++)if (elementData[index] == null) {fastRemove(index);return true;}} else {for (int index = 0; index < size; index++)if (o.equals(elementData[index])) {fastRemove(index);return true;}}return false;}private void fastRemove(int index) {modCount++;int numMoved = size - index - 1;if (numMoved > 0)System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);elementData[--size] = null; // Let gc do its work}

通过remove方法删除元素最终是调用的fastRemove()方法,在fastRemove()方法中,首先对modCount进行加1操作(因为对集合修改了一次),然后接下来就是删除元素的操作,最后将size进行减1操作,并将引用置为null以方便垃圾收集器进行回收工作。

  那么注意此时各个变量的值:对于iterator,其expectedModCount为0,cursor的值为1,lastRet的值为0。

  对于list,其modCount为1,size为0。

  接着看程序代码,执行完删除操作后,继续while循环,调用hasNext方法()判断,由于此时cursor为1,而size为0,那么返回true,所以继续执行while循环,然后继续调用iterator的next()方法:

  注意,此时要注意next()方法中的第一句:checkForComodification()。

  在checkForComodification方法中进行的操作是:

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

 如果modCount不等于expectedModCount,则抛出ConcurrentModificationException异常。

  很显然,此时modCount为1,而expectedModCount为0,因此程序就抛出了ConcurrentModificationException异常。

  到这里,想必大家应该明白为何上述代码会抛出ConcurrentModificationException异常了。

  关键点就在于:调用list.remove()方法导致modCount和expectedModCount的值不一致,所以list.add()也会造成同样的异常。

  注意,像使用for-each进行迭代实际上也会出现这种问题。

2. 在单线程环境下的解决办法

既然知道原因了,那么如何解决呢?

  其实很简单,细心的朋友可能发现在Itr类中也给出了一个remove()方法:

public void remove() {if (lastRet == -1)throw new IllegalStateException();checkForComodification();try {AbstractList.this.remove(lastRet);if (lastRet < cursor)cursor--;lastRet = -1;expectedModCount = modCount;} catch (IndexOutOfBoundsException e) {throw new ConcurrentModificationException();}}

在这个方法中,删除元素实际上调用的就是list.remove()方法,但是它多了一个操作:

expectedModCount = modCount;

因此,在迭代器中如果要删除元素的话,需要调用Itr类的remove方法。

  将上述代码改为下面这样就不会报错了:

public class Test {public static void main(String[] args)  {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();list.add(2);Iterator<Integer> iterator = list.iterator();while(iterator.hasNext()){Integer integer = iterator.next();if(integer==2)iterator.remove();   //注意这个地方}}}

3. 在多线程环境下的解决方法

上面的解决办法在单线程环境下适用,但是在多线程下适用吗?看下面一个例子:
public class Test {static ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();public static void main(String[] args)  {list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);Thread thread1 = new Thread(){public void run() {Iterator<Integer> iterator = list.iterator();while(iterator.hasNext()){Integer integer = iterator.next();System.out.println(integer);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}};};Thread thread2 = new Thread(){public void run() {Iterator<Integer> iterator = list.iterator();while(iterator.hasNext()){Integer integer = iterator.next();if(integer==2)iterator.remove();  }};};thread1.start();thread2.start();}}

运行结果:

原因很明显,由于iterator()方法每次都new一个Itr(),Itr是一个私有内部类,其内部

int expectedModCount = modCount;

modCount是 ArrayList中的,但是expectedModCount是内部变量,所以每个线程的expectedModCount都是不同的变量,虽然一开始值相同,但是modCount是同一个,所以当有一个线程改变了modCount时,另一个线程在调用checkForComodification()时,就会发生异常。

有可能有朋友说ArrayList是非线程安全的容器,换成Vector就没问题了,实际上换成Vector还是会出现这种错误。

因为原因并不在于是否方法是线程安全的,原因在于每个线程各自都有一个私有的Itr()。

一般有2种解决办法:

  1)在使用iterator迭代的时候使用synchronized或者Lock进行同步;(一个个迭代就和单线程一样了)

  2)使用并发容器CopyOnWriteArrayList代替ArrayList和Vector。

这篇关于ConcurrentModificationException的原因以及解决措施的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/372147

相关文章

C++右移运算符的一个小坑及解决

《C++右移运算符的一个小坑及解决》文章指出右移运算符处理负数时左侧补1导致死循环,与除法行为不同,强调需注意补码机制以正确统计二进制1的个数... 目录我遇到了这么一个www.chinasem.cn函数由此可以看到也很好理解总结我遇到了这么一个函数template<typename T>unsigned

java.sql.SQLTransientConnectionException连接超时异常原因及解决方案

《java.sql.SQLTransientConnectionException连接超时异常原因及解决方案》:本文主要介绍java.sql.SQLTransientConnectionExcep... 目录一、引言二、异常信息分析三、可能的原因3.1 连接池配置不合理3.2 数据库负载过高3.3 连接泄漏

504 Gateway Timeout网关超时的根源及完美解决方法

《504GatewayTimeout网关超时的根源及完美解决方法》在日常开发和运维过程中,504GatewayTimeout错误是常见的网络问题之一,尤其是在使用反向代理(如Nginx)或... 目录引言为什么会出现 504 错误?1. 探索 504 Gateway Timeout 错误的根源 1.1 后端

解决升级JDK报错:module java.base does not“opens java.lang.reflect“to unnamed module问题

《解决升级JDK报错:modulejava.basedoesnot“opensjava.lang.reflect“tounnamedmodule问题》SpringBoot启动错误源于Jav... 目录问题描述原因分析解决方案总结问题描述启动sprintboot时报以下错误原因分析编程异js常是由Ja

深度剖析SpringBoot日志性能提升的原因与解决

《深度剖析SpringBoot日志性能提升的原因与解决》日志记录本该是辅助工具,却为何成了性能瓶颈,SpringBoot如何用代码彻底破解日志导致的高延迟问题,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录前言第一章:日志性能陷阱的底层原理1.1 日志级别的“双刃剑”效应1.2 同步日志的“吞吐量杀手”

MySQL 表空却 ibd 文件过大的问题及解决方法

《MySQL表空却ibd文件过大的问题及解决方法》本文给大家介绍MySQL表空却ibd文件过大的问题及解决方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考... 目录一、问题背景:表空却 “吃满” 磁盘的怪事二、问题复现:一步步编程还原异常场景1. 准备测试源表与数据

解决Nginx启动报错Job for nginx.service failed because the control process exited with error code问题

《解决Nginx启动报错Jobfornginx.servicefailedbecausethecontrolprocessexitedwitherrorcode问题》Nginx启... 目录一、报错如下二、解决原因三、解决方式总结一、报错如下Job for nginx.service failed bec

SysMain服务可以关吗? 解决SysMain服务导致的高CPU使用率问题

《SysMain服务可以关吗?解决SysMain服务导致的高CPU使用率问题》SysMain服务是超级预读取,该服务会记录您打开应用程序的模式,并预先将它们加载到内存中以节省时间,但它可能占用大量... 在使用电脑的过程中,CPU使用率居高不下是许多用户都遇到过的问题,其中名为SysMain的服务往往是罪魁

MySQ中出现幻读问题的解决过程

《MySQ中出现幻读问题的解决过程》文章解析MySQLInnoDB通过MVCC与间隙锁机制在可重复读隔离级别下解决幻读,确保事务一致性,同时指出性能影响及乐观锁等替代方案,帮助开发者优化数据库应用... 目录一、幻读的准确定义与核心特征幻读 vs 不可重复读二、mysql隔离级别深度解析各隔离级别的实现差异

Java报错:org.springframework.beans.factory.BeanCreationException的五种解决方法

《Java报错:org.springframework.beans.factory.BeanCreationException的五种解决方法》本文解析Spring框架中BeanCreationExce... 目录引言一、问题描述1.1 报错示例假设我们有一个简单的Java类,代表一个用户信息的实体类:然后,