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前言

在开发中使用了迭代器对 List 进行遍历，遇到了java.util.ConcurrentModificationException报错，本文记录了这个错误出现的原因和如何解决

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一、迭代器Iterator是什么？

迭代器是属于设计模式之一，迭代器模式提供了一种方法来顺序访问一个聚合对象中各个元素，而不保留该对象的内部表示。

1）Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素。
2）所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器。
3）Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象。

常见使用形式为：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class TestDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(111);
        list.add(222);
        list.add(333);

        Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
    
            int value = iterator.next();
            System.out.print(value + " ");
        }
    }
}

二、Java.util.ConcurrentModificationException原因

一个典型的代码实例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
@SuppressWarnings({
    "all"})
public class TestDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(111);
        list.add(222);
        list.add(333);

        System.out.println("删除前:" + list);
        Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
    
            Integer value =  iterator.next();
            if(value == 111) list.remove(Integer.valueOf(111));
        }
        System.out.println("删除后" + list);
    }
}

问题就出现在：应该调用 Iterator.remove() 而不是 list.remove()!

运行结果中抛出java.util.ConcurrentModificationException异常信息。这是因为触发了集合中并发修改的异常 接下来我们通过源码对抛出异常的原因进行剖析。

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

在ArrayList集合的Iterator方法中，是通过返回Itr对象来获得迭代器的。Itr是ArrayList的一个内部类，它实现了Iterator接口，代码如下：

   private class Itr implements Iterator<E> {
    
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        Itr() {
    }

        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();
            }
        }

Itr类属性

属性	含义
cursor	索引下标，表示下一个可以访问的元素的索引，默认值为 0
lastRet	索引下标，表示上一个元素的索引，默认值为 -1
expectedModCount	对集合修改的版本号，初始值为ModCount

ModCount定义在AbstractList接口中，初始值为0，定义如下：

 protected transient int modCount = 0;

ModCount是版本号，在对集合进行变更操作（增加、删除、修改等）的时候会对版本号进行 +1 操作。

结合上述代码进行抛出java.util.ConcurrentModificationException异常的解释。

①初始化ArrayList，添加三次元素，即三次调用add()方法，进行三次modCount++; 此时，m o d C o u n t = 3 ， s i z e = 3 ； \color{
    red}{
    modCount = 3，size = 3；}modCount=3，size=3；
②初始化Iterator迭代器进行循环，此时，e x p e c t e d M o d C o u n t = m o d C o u n t = 3 ， \color{
    red}{
    expectedModCount = modCount=3，}expectedModCount=modCount=3， c u r s o r = 0 ， l a s t R e t = − 1 \color{
    red}{
    cursor=0，lastRet = -1}cursor=0，lastRet=−1
③进行hasNext判断，cursor != size;成立，进入循环
④调用next()方法，首先进行checkForComodification()校验，m o d C o u n t = = e x p e c t e d M o d C o u n t \color{
    red}{
    modCount == expectedModCount}modCount==expectedModCount，校验通过，返回值，此时l a s t R e t = 0 ; c u r s o r = 1 \color{
    red}{
    lastRet = 0;cursor = 1}lastRet=0;cursor=1

 final void checkForComodification() {
    
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
  }
  
⑤调用集合remove()方法，modCount++；，此时}modCount=4;size=2
⑥再次调用hasNext()方法判断，cursor != size;成立，进入循环
⑦调用next()方法进行校验，modCount ! = expectedModCount，校验未通过，抛出java.util.ConcurrentModificationException异常

总结：

①在使用迭代器的remove()操作时，会将更新后的modCount给expectedModCount，两者会得到同步，但是在调用集合的remove()方法后，两个不会进行同步，进而导致在checkForComodification()校验时不通过，抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。
②所以，在单线程下使用迭代器是没有问题的，但是在多线程下同时操作集合就不允许了，可以通过fail-fast快速失败机制，快速判断是否存在同时操作问题。因此，集合在多线程下使用是不安全的。

特别说明！
本文主要参考自: Java迭代器详解，看这一篇就够了