執行ArrayList的remove(object)方法拋異常？

Johnson木木發表於2020-07-10
REMObject

簡介

或許有很多小夥伴都嘗試過如下的程式碼：

ArrayList<Object> list = ...;
for (Object object : list) {
    if (條件成立) {
        list.remove(object);
    }
}

然後會發現丟擲java.util.ConcurrentModificationException異常，這是一個併發異常。那麼這個到底是什麼情況？首先需要介紹一下增強for迴圈

增強for迴圈

增強for迴圈是Java1.5後，Collection實現了Iterator介面後出現的。增強for迴圈的程式碼如下

for (Object object : list) {
    // 操作
}

其實增強for迴圈就是使用Iterator迭代器進行迭代的，增強for迴圈就變成下面這樣：

Iterator<Object> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    iterator.next();
    // 操作
}

那麼為什麼在增強for迴圈中呼叫list.remove(object)會出事呢？那麼我們們看看ArrayList下的 Iterator的實現類： Itr類

Itr子類

Itr子類是Iterator的實現類，屬於ArrayList私有的區域性內部類。我擷取了Itr類的部分程式碼，如下：

private class Itr implements Iterator<E> {
    int cursor;       // index of next element to return
    int expectedModCount = modCount;

    Itr() {}

    public boolean hasNext() {
        return cursor != size;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E next() {
        checkForComodification();
        ...
    }
    
    final void checkForComodification() {
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

elementData 是ArrayList存放元素的陣列，上面程式碼沒有貼出來。
size 是elementData實際存放的容量大小
modCount 記錄elementData容量的修改次數
expectedModCount 記錄例項化迭代器Itr時，elementData容量的修改次數
注意！：在迭代器中，當執行next方法的時候，會去呼叫checkForComodification方法，判斷elementData 的容量是否被修改過。


然後來看看ArrayList的remove(object)方法，擷取部分程式碼如下：

public boolean remove(Object o) {
    for (int index = 0; index < size; index++)
	    if (找到目標元素) {
	        fastRemove(index);
	        return true;
	    }
	return false;
}

private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    // 移除操作
}

可以發現，呼叫remove(object)方法時呼叫了fastRemove方法，在fastRemove方法中執行modCount++ ！
現在把文章開頭的程式碼拷下來，再來分析一次：

ArrayList<Object> list = ...;
for (Object object : list) {
    if (條件成立) {
        list.remove(object);
    }
}

當執行了list.remove時，執行modCount++ 。此時迭代器再往下進行迭代，執行了next方法，發現 modCount != expectedModCount，那麼則丟擲java.util.ConcurrentModificationException異常。 之所以Iterator認為是一個併發異常。是因為你不在迭代器裡操作，而是在迭代器外面進行remove操作呀！
難道沒有其他解決方案嗎？有滴。

解決方案

那麼就是使用Itr的 remove方法。Itr子類重寫了 remove 方法，這裡部分程式碼：

public void remove() {
    ...
    try {
        ArrayList.this.remove(需要刪除元素的索引);
        ...
        expectedModCount = modCount;
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

其實很簡單，就是remove後，把 expectedModCount 同步一下 modCount 的值,這就解決了。完整程式碼如下：

ArrayList<Object> list = ...;
Iterator<Object> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    iterator.next();
    iterator.remove();
}

總結

本來我還不知道增強for迴圈是呼叫Iterator進行迭代的，要不是我debug了一波，我還不知道吶。還是小有收貨。

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