Java集合中的fail-fast(快速失败)机制详解

简介

Java集合中的fail-fast机制，指在对集合进行遍历操作的过程中，若集合的结构被修改了（增、删、改），那么程序便会抛出并发修改异常ConcurrentModificationException，终止遍历操作，从而避免因对已经被修改的集合进行操作而导致数据不一致等问题的产生。

fail-fast机制是由集合的迭代器实现的。集合类中的迭代器都是基于迭代器模式设计的，迭代器内部维护了一个expectedModCount成员变量，记录了集合被修改的次数。每次使用迭代器遍历集合时，都会比较当前的expectedModCount和集合的modCount是否相等。如果不相等，则说明集合在遍历期间被修改了，此时程序会抛出并发修改异常。

示例

示例一：使用迭代器删除元素

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    int num = iterator.next();
    if (num % 2 == 0) {
        list.remove(num);   // 删除偶数元素，会抛出ConcurrentModificationException异常
    }
}

在示例一中，我们使用迭代器遍历集合，并尝试在迭代过程中删除偶数元素。由于集合的结构被修改了，所以会抛出ConcurrentModificationException异常，终止遍历操作。

示例二：使用foreach循环删除元素

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
for (Integer num : list) {
    if (num % 2 == 0) {
        list.remove(num);   // 删除偶数元素，会抛出ConcurrentModificationException异常
    }
}

在示例二中，我们使用foreach循环方式遍历集合，并尝试在遍历过程中删除偶数元素。与示例一类似，由于删除操作导致集合结构被修改了，程序同样会抛出并发修改异常。

总结

fail-fast机制保证了集合的一致性和线程安全问题。每次操作集合时，我们都应该注意这个机制的存在，避免修改集合结构而导致的不可预期的错误。如果需要删除集合中的元素，建议使用迭代器的remove()方法；如果需要对集合进行删除等操作，建议在遍历集合时使用复制集合或避免同时对集合进行操作。