java.util.ConcurrentModificationException异常原因（附源码分析）

前言

今天看书看到关于for-each相比jdk1.5之前的for循环的优缺点，有一个地方说道

"for-each循环中不能使用list.remove()"

草草就带过去了，自己不太理解为什么，然后决定自己写一个简单的Demo进行测试一下。

public class WingzingDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> strList = new ArrayList<>();
		strList.add("AA");
		strList.add("BB");
		strList.add("CC");
		strList.add("DD");
		//strList.iterator();
		for(String s:strList){
			if(s.equals("BB")){
				boolean remove = strList.remove(s);
				System.out.println(remove);
			}
		}
		System.out.println("size :" + strList.size());
	}
}

在for-each中进行list.remove()，然后报错java.util.ConcurrentModificationException。

debug发现是执行了remove操作后的一次循环报错了，也就是第三次循环。

查阅源码分析

因为是ArrayList，循环其实也是进行迭代。

java.util.ConcurrentModificationException异常原因（附源码分析）

/**
     * Returns an iterator over the elements in this list in proper sequence.
     *
     * <p>The returned iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
     *
     * @return an iterator over the elements in this list in proper sequence
     */
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

发现进行迭代的时候是返回了一个Itr()。

/**
     * An optimized version of AbstractList.Itr
     */
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

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

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
            Objects.requireNonNull(consumer);
            final int size = ArrayList.this.size;
            int i = cursor;
            if (i >= size) {
                return;
            }
            final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
            while (i != size && modCount == expectedModCount) {
                consumer.accept((E) elementData[i++]);
            }
            // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
            cursor = i;
            lastRet = i - 1;
            checkForComodification();
        }

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

继续查看其中的remove()方法

/**
     * Removes the element at the specified position in this list.
     * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
     * indices).
     *
     * @param index the index of the element to be removed
     * @return the element that was removed from the list
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

发现了问题所在

System.arraycopy(Object src,int srcPos,Object dest,int destPos,int length);

//对于ArrayList的调用
//第一个参数为原数组，第二个参数为开始下标
//第三个参数为目标数组，第四个参数为开始下标，第五个参数为复制的长度
//也就是说把src的第srcPos位到srcPos+length位进行截取，复制到dest的destPos位。

在底层实现为数组的ArrayList的remove方法中，是把去掉了该元素后的"尾巴"复制到该数组，从该元素的下标。（具体可以看我上面代码里面写的备注。）这之后elementData把最后一位给设为空，后面会被GC给回收。

//这里涉及到集合的扩容机制，以及ArraList的不可变性。有兴趣可以点击查看ArrayList和LinkedList的区别、扩容机制以及底层实现。

再看回next()方法。

@SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

因为elementData的length被减了一个所以进入了判断

if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();

也就是数组长度和预计长度不一致报的错。

得证

书上说的这个情况确实存在，在其中调用了list.remove()方法会导致循环报错。以上是在Java8的环境下的源码，好像8之前的这个地方源码稍微有一点点出入，不过大概是一样的意思。

后言

所以在数组循环中，需要移除某个元素还是得使用iterator.remove() 方法进行移除，所以也就不太适用for-each进行循环。

for(Iterator<String> iterator = strList.iterator();iterator.hasNext();){
			String str = iterator.next();
			if(str.equals("BB")){
				iterator.remove();
			}
		}

java.util.ConcurrentModificationException异常原因（附源码分析）

前言

查阅源码分析

发现了问题所在

得证

后言

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