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什么是集合的快速失败(Fail-Fast)源码分析_modCount变量的作用

风丽吖_1211

风丽吖_1211

发布时间:2026-02-25 12:31:02

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来源于php中文网

原创

ConcurrentModificationException 在单线程中遍历集合时调用 add()、remove() 等结构性修改方法即触发;因迭代器校验 modCount 与 expectedModCount 不等而抛出。

什么是集合的快速失败(fail-fast)源码分析_modcount变量的作用

ConcurrentModificationException 是怎么被触发的

当你用 Iterator 遍历 ArrayList 或 HashMap 时,如果在遍历中途调用了 add()、remove()、clear() 等修改集合结构的方法,几乎一定会抛出 ConcurrentModificationException——这不是并发专属错误,单线程里也照抛不误。

  • modCount 是集合内部一个 volatile 计数器,每次结构性修改(增删改 size)都会自增
  • 迭代器初始化时会把当时的 modCount 值存进自己的 expectedModCount
  • 每次调用 next() 或 hasNext() 前,都会校验 modCount == expectedModCount;不等就立刻 throw
  • 注意:for (int i = 0; i 这种普通 for 循环不会触发该检查,所以不会抛这个异常

为什么 modCount 不检测“值修改”而只管“结构修改”

modCount 的设计目标从来不是监控内容变更,而是保护迭代器逻辑的正确性。比如 ArrayList 的 set(int index, E element) 方法就不会增加 modCount,因为它不改变元素个数、不移动数组位置、不影响迭代顺序。

  • 只有影响 size、触发扩容、导致数组索引偏移的操作才算“结构性修改”
  • HashMap.put() 在新增 key 或扩容时会增 modCount,但覆盖已有 key 不会
  • 这说明 fail-fast 不是“防所有修改”,而是“防破坏遍历契约的修改”

哪些集合有 fail-fast,哪些没有

关键看源码里有没有 modCount 字段和对应的校验逻辑。标准 JDK 集合中:

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下载
  • 有 fail-fast:ArrayList、LinkedList、HashMap、TreeMap、HashSet(底层是 HashMap)
  • 无 fail-fast:CopyOnWriteArrayList(写时复制,迭代器用快照)、ConcurrentHashMap(分段锁 + CAS,不依赖 modCount)
  • 特别注意:Vector 和 Stack 虽然线程安全,但仍有 modCount 和 fail-fast 行为(因为继承自 AbstractList)

怎么安全地边遍历边删元素

最常见需求:遍历列表,删掉满足条件的项。直接用 list.remove() 必崩;正确姿势只有两种:

  • 用迭代器自己的 remove() 方法:it.remove() —— 它内部会同步更新 expectedModCount
  • 收集待删索引/对象,遍历完再批量删(如用 removeIf()):list.removeIf(x -> x.isExpired())
  • 绝对别写:for (String s : list) { if (s.isEmpty()) list.remove(s); } —— 这是经典坑

真正容易被忽略的是:即使你没显式启多线程,只要在 lambda、监听器、回调里偷偷改了正在被迭代的集合,一样会崩。fail-fast 不认“意图”,只认“动作”。

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