【转】Java ConcurrentModificationException 异常分析与解决方案--还不错

原文网址：http://www.2cto.com/kf/201403/286536.html

一、单线程

1. 异常情况举例

只要抛出出现异常，可以肯定的是代码一定有错误的地方。先来看看都有哪些情况会出现ConcurrentModificationException异常，下面以ArrayList remove 操作进行举例：

使用的数据集合：

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List<string> myList = new ArrayList<string>();   myList.add( "1"); myList.add( "2"); myList.add( "3"); myList.add( "4"); myList.add( "5");</string></string>

以下三种情况都会出现异常：

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Iterator<string> it = myList.iterator();  while (it.hasNext()) {      String value = it.next();       if (value.equals( "3")) {           myList.remove(value);  // error      } }    for (Iterator<string> it = myList.iterator(); it.hasNext();) {      String value = it.next();       if (value.equals( "3")) {           myList.remove(value);  // error      } }      for (String value : myList) {      System. out.println( "List Value:" + value);       if (value.equals( "3")) {           myList.remove(value);  // error      } }   </string></string>

异常信息如下：
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)

2. 根本原因

以上都有3种出现异常的情况有一个共同的特点，都是使用Iterator进行遍历，且都是通过ArrayList.remove(Object) 进行删除操作。
想要找出根本原因，直接查看ArrayList源码看为什么出现异常：

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public class ArrayList<e> extends AbstractList<e>         implements Cloneable, Serializable, RandomAccess {                              @Override public boolean remove(Object object) {         Object[] a = array;         int s = size;         if (object != null) {             for (int i = 0; i < s; i++) {                 if (object.equals(a[i])) {                     System.arraycopy(a, i + 1, a, i, --s - i);                     a[s] = null;  // Prevent memory leak                     size = s;                     modCount++;  // 只要删除成功都是累加                     return true;                 }             }         } else {             for (int i = 0; i < s; i++) {                 if (a[i] == null) {                     System.arraycopy(a, i + 1, a, i, --s - i);                     a[s] = null;  // Prevent memory leak                     size = s;                     modCount++;  // 只要删除成功都是累加                     return true;                 }             }         }         return false;     }           @Override public Iterator<e> iterator() {         return new ArrayListIterator();     }                 private class ArrayListIterator implements Iterator<e> {           ......                // 全局修改总数保存到当前类中         /** The expected modCount value */         private int expectedModCount = modCount;           @SuppressWarnings("unchecked") public E next() {             ArrayList<e> ourList = ArrayList.this;             int rem = remaining;                // 如果创建时的值不相同，抛出异常             if (ourList.modCount != expectedModCount) {                 throw new ConcurrentModificationException();             }             if (rem == 0) {                 throw new NoSuchElementException();             }             remaining = rem - 1;             return (E) ourList.array[removalIndex = ourList.size - rem];         }                       ......      } }   </e></e></e></e></e>

List、Set、Map 都可以通过Iterator进行遍历，这里仅仅是通过List举例，在使用其他集合遍历时进行增删操作都需要留意是否会触发ConcurrentModificationException异常。

3. 解决方案

上面列举了会出现问题的几种情况，也分析了问题出现的根本原因，现在来总结一下怎样才是正确的，如果避免遍历时进行增删操作不会出现ConcurrentModificationException异常。

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// 1 使用Iterator提供的remove方法，用于删除当前元素  for (Iterator<string> it = myList.iterator(); it.hasNext();) {      String value = it.next();       if (value.equals( "3")) {           it.remove();  // ok      } } System. out.println( "List Value:" + myList.toString());    // 2 建一个集合，记录需要删除的元素，之后统一删除             List<string> templist = new ArrayList<string>();  for (String value : myList) {       if (value.equals( "3")) {           templist.remove(value);      } }  // 可以查看removeAll源码，其中使用Iterator进行遍历 myList.removeAll(templist); System. out.println( "List Value:" + myList.toString());            // 3. 使用线程安全CopyOnWriteArrayList进行删除操作 List<string> myList = new CopyOnWriteArrayList<string>(); myList.add( "1"); myList.add( "2"); myList.add( "3"); myList.add( "4"); myList.add( "5");   Iterator<string> it = myList.iterator();    while (it.hasNext()) {      String value = it.next();       if (value.equals( "3")) {           myList.remove( "4");           myList.add( "6");           myList.add( "7");      } } System. out.println( "List Value:" + myList.toString());    // 4. 不使用Iterator进行遍历，需要注意的是自己保证索引正常  for ( int i = 0; i < myList.size(); i++) {      String value = myList.get(i);      System. out.println( "List Value:" + value);       if (value.equals( "3")) {           myList.remove(value);  // ok           i--; // 因为位置发生改变，所以必须修改i的位置      } } System. out.println( "List Value:" + myList.toString());</string></string></string></string></string></string>

输出结果都是：List Value:[1, 2, 4, 5] ， 不会出现异常。
以上4种解决办法在单线程中测试完全没有问题，但是如果在多线程中呢？

二、多线程

1. 同步异常情况举例

上面针对ConcurrentModificationException异常在单线程情况下提出了4种解决方案，本来是可以很哈皮的洗洗睡了，但是如果涉及到多线程环境可能就不那么乐观了。
下面的例子中开启两个子线程，一个进行遍历，另外一个有条件删除元素：

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final List<string> myList = createTestData();   new Thread(new Runnable() {         @Override      public void run() {           for (String string : myList) {                System.out.println("遍历集合 value = " + string);                             try {                     Thread.sleep(100);                } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                }           }      } }).start();   new Thread(new Runnable() {         @Override      public void run() {                for (Iterator<string> it = myList.iterator(); it.hasNext();) {            String value = it.next();                     System.out.println("删除元素 value = " + value);                     if (value.equals( "3")) {                 it.remove();            }                     try {                     Thread.sleep(100);                } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                }       }      } }).start();</string></string>

输出结果： 
遍历集合 value = 1
删除元素 value = 1
遍历集合 value = 2
删除元素 value = 2
遍历集合 value = 3
删除元素 value = 3
Exception in thread "Thread-0" 删除元素 value = 4
java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
at java.util.AbstractList$Itr.next(Unknown Source)
at list.ConcurrentModificationExceptionStudy$1.run(ConcurrentModificationExceptionStudy.java:42)
at java.lang.Thread.run(Unknown Source)
删除元素 value = 5

结论：
上面的例子在多线程情况下，仅使用单线程遍历中进行删除的第1种解决方案使用it.remove()，但是测试得知4种的解决办法中的1、2、3依然会出现问题。
接着来再看一下JavaDoc对java.util.ConcurrentModificationException异常的描述：
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。
说明以上办法在同一个线程执行的时候是没问题的，但是在异步情况下依然可能出现异常。

2. 尝试方案

(1) 在所有遍历增删地方都加上synchronized或者使用Collections.synchronizedList，虽然能解决问题但是并不推荐，因为增删造成的同步锁可能会阻塞遍历操作。
(2) 推荐使用ConcurrentHashMap或者CopyOnWriteArrayList。

3. CopyOnWriteArrayList注意事项

(1) CopyOnWriteArrayList不能使用Iterator.remove()进行删除。
(2) CopyOnWriteArrayList使用Iterator且使用List.remove(Object);会出现如下异常：
java.lang.UnsupportedOperationException: Unsupported operation remove
at java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList$ListIteratorImpl.remove(CopyOnWriteArrayList.java:804)

4. 解决方案

单线程情况下列出4种解决方案，但是发现在多线程情况下仅有第4种方案才能在多线程情况下不出现问题。

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List<string> myList = new CopyOnWriteArrayList<string>();  myList.add( "1");  myList.add( "2");  myList.add( "3");  myList.add( "4");  myList.add( "5");   new Thread(new Runnable() {          @Override      public void run() {           for (String string : myList) {                System.out.println("遍历集合 value = " + string);                              try {                     Thread.sleep(100);                } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                }           }      } }).start();   new Thread(new Runnable() {          @Override      public void run() {                    for (int i = 0; i < myList.size(); i++) {                String value = myList.get(i);                              System.out.println("删除元素 value = " + value);                      if (value.equals( "3")) {                 myList.remove(value);                 i--; // 注意                                      }                      try {                     Thread.sleep(100);                } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                }           }      } }).start();</string></string>

输出结果：
删除元素 value = 1
遍历集合 value = 1
删除元素 value = 2
遍历集合 value = 2
删除元素 value = 3
遍历集合 value = 3
删除元素 value = 4
遍历集合 value = 4
删除元素 value = 5
遍历集合 value = 5

OK，搞定

三、参考资料

《How to Avoid ConcurrentModificationException when using an Iterator》