两个迭代器的故事

当您查看最受欢迎的Java面试问题时，可能会遇到有关快速故障和故障安全迭代器的问题：

故障快速迭代器和故障安全迭代器之间有什么区别？

简化的答案是：

如果在迭代过程中修改了集合，则快速失败迭代器将引发ConcurrentModificationException ，但不会失败保护。

尽管这完全有道理，但不清楚访调员的故障安全含义。对于迭代器，Java规范未定义此术语。但是，有四种同时进行修改的策略。

并发修改

首先，让我们定义什么是并发修改。例如，当我们有一个来自集合的活动迭代器并且对该集合进行了一些更改，但它们不是来自我们的迭代器时，会发生并发修改。最明显的例子是当我们有多个线程时–一个线程正在迭代，第二个线程在同一集合中添加或删除元素。但是，当我们在单线程环境中工作时，我们也可以获取ConcurrentModificationException ：

List<String> cities = new ArrayList<>();
cities.add(“Warsaw”);
cities.add(“Prague”);
cities.add(“Budapest”);Iterator<String> cityIterator = cities.iterator();
cityIterator.next();
cities.remove(1);
cityIterator.next(); // throws ConcurrentModificationException

不及格

上面的代码段是快速失败迭代器的示例。如您所见，一旦我们尝试从迭代器中获取第二个元素，就会引发ConcurrentModificationException 。迭代器如何知道创建集合后是否对其进行了修改？您可能在集合中有一个时间戳，例如lastModified 。创建迭代器时，需要复制此字段并将其存储在迭代器对象中。然后，无论何时调用next()方法， lastModified需要将集合中的lastModified与迭代器中的副本进行比较。例如，可以在ArrayList实现中找到非常相似的方法。有一个modCount实例变量，其中包含对列表进行的修改次数：

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

值得一提的是，快速失败迭代器是在尽力而为的基础上工作的-无法保证如果存在并发修改，则会抛出ConcurrentModificationException ，因此我们不应该依赖该行为-而是应将其用于检测错误。大多数非并行集合都提供快速失败的迭代器。

弱一致性

java.util.concurrent包中的大多数并发集合（例如ConcurrentHashMap和most Queues ）都提供了弱一致性的迭代器。文档中对它的含义进行了很好的解释：

他们可能会与其他操作同时进行
他们永远不会抛出ConcurrentModificationException
它们被保证可以遍历在构造时已经存在的元素一次，并且可以（但不保证）反映出构造后的任何修改。

快照

在此策略中，迭代器从创建迭代器的那一刻起即与集合的状态相关联-我们的集合快照。对初始集合所做的任何更改都会创建基础数据结构的新版本。当然，我们的快照是不变的，因此它不反映在创建迭代器之后对集合所做的任何更改。这是一种古老的好的写时复制（COW）技术。它完全解决了并发修改问题，因此不会引发ConcurrentModificationException 。此外，迭代器不支持元素更改操作。写入时复制集合通常使用起来过于昂贵，但是如果突变发生的次数显着减少（遍历次数较少），尝试一下可能是个好主意。示例为CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet 。