单线程也可能引发"并发"访问异常

我就是我 2022-08-24 11:26 232阅读 0赞

不要以为只有多线程才有并发访问问题，其实单线程也有。举个例子，对于集合，相信大家经常碰到下面这种异常：

1.  java.util.ConcurrentModificationException
2.  at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(AbstractList.java:449)
3.  at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:420)

这个异常是由于并发修改集合元素引起的，大家第一个反应多半是多线程问题，结果可能怎么也找不出问题。这里我就模拟一下单线程引发这个并发问题的例子。

1.  ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
2.  list.add("1");
3.  list.add("2");
4.  list.add("3");
5.  list.add("4");
6.  list.add("6");
7.  for(String m:list)\{
8.  System.out.println(m);
9.  list.add("7");//look here ,problem point
10. \}

上面这个例子只要一执行就会出现异常。为什么呢？  
  
Iterator模式是用于遍历集合类的标准访问方法，我们来看看集合AbstracyList如何创建Iterator。首先AbstractList定义了一个内部类（inner class）：

1.  private class Itr implements Iterator \{
2.  ...
3.  \}

而iterator()方法的定义是：

1.  public Iterator iterator() \{
2.  return new Itr();
3.  \}

因此客户端不知道它通过Iterator it = a.iterator();所获得的Iterator的真正类型。

现在我们关心的是这个申明为private的Itr类是如何实现遍历AbstractList的：

1.  private class Itr implements Iterator \{
2.  int cursor = 0;
3.  int lastRet = -1;
4.  int expectedModCount = modCount;

Itr类依靠3个int变量（还有一个隐含的AbstractList的引用）来实现遍历，cursor是下一次next()调用时元素的位置，第一次调用next()将返回索引为0的元素。lastRet记录上一次游标所在位置，因此它总是比cursor少1。

变量cursor和集合的元素个数决定hasNext()：

1.  public boolean hasNext() \{
2.  return cursor != size();
3.  \}

方法next()返回的是索引为cursor的元素，然后修改cursor和lastRet的值：

1.  public Object next() \{
2.  checkForComodification();
3.  try \{
4.  Object next = get(cursor); //注意这里：得到下一个元素  
    
5.  lastRet = cursor++;
6.  return next;
7.  \} catch(IndexOutOfBoundsException e) \{
8.  checkForComodification();
9.  throw new NoSuchElementException();
10. \}
11. \}

expectedModCount表示期待的modCount值，用来判断在遍历过程中集合是否被修改过。AbstractList包含一个 modCount变量，它的初始值是0，当集合每被修改一次时（调用add，remove等方法），modCount加1。因此，modCount如果不 变，表示集合内容未被修改。

1.  public E get(int index) \{
2.  rangeCheck(index); //检查范围  
    
3.  checkForComodification();//注意这里：检查是否有被修改
4.  return l.get(index+offset);
5.  \}

Itr初始化时用expectedModCount记录集合的modCount变量，此后在必要的地方它会检测modCount的值：

1.  final void checkForComodification() \{
2.  if (modCount != expectedModCount)
3.  throw new ConcurrentModificationException();
4.  \}

如果modCount与一开始记录在expectedModeCount中的值不等，说明集合内容被修改过，此时会抛出ConcurrentModificationException。