ConcurrentModificationException异常

一：ConcurrentModificationException异常：

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。

二：遍历list集合时删除元素出现的异常

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
    list.add("111");
    list.add("222");
    list.add("333");
 
    for(Iterator<String> iterator=list.iterator();iterator.hasNext();){
        String ele=iterator.next();
        if(ele.equals("111")) //（1）处
            list.remove("222"); //(2)处
    }
    System.out.println(list);
}

分析代码：这个一个在使用Iterator迭代器遍历时，同时用使用remove()方法进行了删除的操作。

当运行上述代码时，程序抛出了ConcurrentModificationException异常。

三：分析一下为何会出现这个异常

1：ConcurrentModificationException异常与modCount这个变量有关。

2：modCount的作用。

modCount就是修改次数，在具体的实现类中的Iterator中才会使用。在List集合中，ArrayList是List接口的实现类，

modCount：表示list集合结构上被修改的次数。（在ArrayList所有涉及结构变化的方法中，都增加了modCount的值）

list结构上别修改是指：改变了list的长度的大小或者是遍历结果中产生了不正确的结果的方式。add()和remove()方法会是modCount进行+1操作。modCount被修改后会产生ConcurrentModificationException异常， 这是jdk的快速失败原则。

3：modCount的变量从何而来。

modCount被定义在ArrayList的父类AbstractList中，初值为0，protected transient int modCount = 0。

4：上述代码用来4个方法，操作集合，add(),next(),hasNext(),remove(),这四个方法。

（1）ArrayList中add()的源代码。

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

在进行add()方法是，先调用的ensureCapacity()这个方法，来判断是否需要扩容。

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }//看集合是否为空集合。很显然，并不是空集合。
 
    ensureExplicitCapacity(minCapacity); //
}

在判断是否需要扩容时，用调用ensureExplicitCapacity这个方法，注意，这个方法中对modCount进行的加一操作。

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

所以集合在进行添加元素是会对modCount进行+1的操作。

在进行文章开头的代码时list集合中使用add添加了元素后，size=3，modCount=3

（2）Iterator的方法是返回了一个Itr()的类的一个实例。

public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }

Itr是ArrayList的一个成员内部类。

private class Itr implements Iterator<E> {
    int cursor;       // cursor：表示下一个要访问的元素的索引
    int lastRet = -1; // 
    int expectedModCount = modCount;
 
    public boolean hasNext() {
        return cursor != size;
    }
 
    @SuppressWarnings("unchecked")
    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];
    }
 
    public void remove() {
        if (lastRet < 0)
            throw new IllegalStateException();
        checkForComodification();
        try {
            ArrayList.this.remove(lastRet);
            cursor = lastRet;
            lastRet = -1;
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
        Objects.requireNonNull(consumer);
        final int size = ArrayList.this.size;
        int i = cursor;
        if (i >= size) {
            return;
        }
        final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
        if (i >= elementData.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        while (i != size && modCount == expectedModCount) {
            consumer.accept((E) elementData[i++]);
        }
        // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
        cursor = i;
        lastRet = i - 1;
        checkForComodification();
    }
 
    final void checkForComodification() {
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}
在for循环内部首先对Iterator进行了初始化，初始化时，expectedModCount=3，cursor=0。

（2.1）单看hasnext()方法
public boolean hasNext() {
    return cursor != size();
}

hasNext是判断是否右下一个元素，判断条件是cursor不等于size，有下一个元素。size=3,cursor=0，是有下一个元素的。

（2.2）单看next()方法

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];
}

当进行next()方法时，调用了checkForComodification()方法，进行判断是否抛出异常

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

此时，modCount=expectedModCount=3，不抛异常，程序继续进行，next()方法有对cursor进行了加一的操作。cursor=1。

ele=“111”。此时进行remove删除操作。

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;
}

可以看见进行remove操作时，是通过调用fastRemove()方法进行的实际删除。在fastRemove()方法中，对modCount进行了+1的操作。

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; 
}

在fastRemove()方法中，modCount进行了+1操作，modCount=4，size进行了-1的操作，size=2，程序继续进行，cursor=1，size=2,进行next()方法，发现modCount不等于expectedModCount，抛出了ConcurrentModificationException异常。

四：综上

在for循环对Iterator进行了初始化时，expectedModCount=modCount=3，cursor=0。

进行hasNext()方法，只是判断，size和cursor的值，并不改变任何值。

进行了next()方法中，先判断modCount和expectedModCount，后对cursor+1.。改变了cursor的值。

if只是找元素，并不改变值。当找到时，进行remove操作。

进行remove()方法时，modCount+1，size-1。改变了modcount和size的值。

程序会继续执行：

若是在倒数第二个元素进行删除操作时，经过前面的遍历，next()方法将cursor增加至2，只比size=3少1。在

remove()操作时，size-1=2，hasNext()发现cursor=size，程序并没有遍历最后一个元素，程序终止。

若是在倒数第2个元素之前进行删除操作，cursor<size，modCount=4，在next()方法会抛出异常。

若在最后一个元素进行删除操作，若是没有进行删除操作，cursor=size，本该在hasNext()方法中跳出for循环，进行了删除操作，modCount+1，size-1，使cursor>size，程序会继续执行next()方法，在next()方法中，判断modCount不等于expectedModCount，抛出异常。

五：解决方法（遍历一个集合时如何避免ConcurrentModificationException）

API文档上也有说的! 在迭代时只可以用迭代器进行删除!

单线程情况：

（1）使用Iterator提供的remove方法，用于删除当前元素。

（2）建立一个集合，记录需要删除的元素，之后统一删除。

（3）不使用Iterator进行遍历，需要之一的是自己保证索引正常。

（4）使用并发集合类来避免ConcurrentModificationException，比如使用CopyOnArrayList，而不是ArrayList。

多线程情况：

（1）使用并发集合类，如使用ConcurrentHashMap或者CopyOnWriteArrayList。