在閱讀《阿里巴巴Java開發(fā)手冊》時，發(fā)現(xiàn)有一條關(guān)于在 foreach 循環(huán)里進行元素的 remove/add 操作的規(guī)約乏德，具體內(nèi)容如下：
錯誤演示
我們首先在 IDEA 中編寫一個在 foreach 循環(huán)里進行 remove 操作的代碼：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ForEachTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("wupx");
list.add("love");
list.add("huxy");
for (String temp : list) {
if ("love".equals(temp)) {
list.remove(temp);
}
}
System.out.println(list);
}
}
此時執(zhí)行代碼喊括，編譯正確瘾晃，執(zhí)行成功！輸出 [wupx, huxy]蹦误。
接著我們把 “l(fā)ove” 換成 “wupx” 或是 “huxy” 再來運行下，執(zhí)行結(jié)果如下：
納尼舱沧，居然報錯了偶洋，為什么第一次運行沒有報錯呢？讓我們一起來進行探討吧牵寺！
追根溯源
為了研究為什么會出現(xiàn)這樣的情況恩脂，我們可以根據(jù)異常堆棧信息，去追蹤錯誤黎休，其中涉及到的部分源碼如下：
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // 下一個要返回的元素的索引
int lastRet = -1; // 返回的最后一個元素的索引（如果沒有返回-1）
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
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++]);
}
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
@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];
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
從代碼中可以看出势腮，其實在集合遍歷時維護一個初始值為 0 的游標(biāo) cursor捎拯，從頭到尾地進行掃描，在 cursor==size 時玄渗，退出遍歷狸眼。如下圖所示，執(zhí)行 remove 這個元素后岁钓，所有元素往前拷貝微王， size=size-1 即為2 ，這時 cursor 也等于 2钧大。在執(zhí)行
hasNext() 時罩旋， 結(jié)果為 false 眶诈，退出循環(huán)體瓜饥，并沒有機會執(zhí)行到 next() 的第一行代碼
checkForComodification() ，此方法用來判斷 expectedModCount 和 modCount 是否相等宪潮，
如果不相等趣苏，則拋出 ConcurrentModificationException 異常。
之所以會報 ConcurrentModificationException 異常谣光，是因為觸發(fā)了 Java 的 fail-fast 機制，該機制是集合中比較常見的錯誤檢測機制蟀悦，通常出現(xiàn)在遍歷集合元素的過程中。舉個生活中的栗子：
比如上體育課時日戈，在上課前都會依次報數(shù)，如果在報數(shù)期間份氧，有人突然加進來弯屈，還要重新報數(shù)，再次報數(shù)厅缺，又有同學(xué)溜出去了宴偿，又要重新報數(shù)，這就是 fail-fast 機制窄刘，它是對集合（班級同學(xué)）遍歷操作的錯誤檢測機制，在遍歷中途出現(xiàn)意料之外的修改時活翩，通過 unchecked 異常反饋出來。這種機制經(jīng)常出現(xiàn)在多線程環(huán)境下纱新，當(dāng)前線程會維護一個計數(shù)比較器（expectedModCount），記錄已經(jīng)修改的次數(shù)遇汞。在進入遍歷前簿废，會把實時修改次數(shù)
modCount 賦值給 expectedModCount，如果這兩個數(shù)據(jù)不相等歪赢，則拋出異常单料。java.util 下的所有集合類都是 fail-fast。
不二法門
既然在 foreach 循環(huán)里進行元素的 remove/add 操作會有問題白对，那么我們可以使用手冊中推薦的 Iterator 機制進行遍歷時的刪除或新增换怖，代碼如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ForEachTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("wupx");
list.add("love");
list.add("huxy");
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
if (iterator.next().equals("wupx")) {
iterator.remove();
}
}
System.out.println(list);
}
}
如果是多線程并發(fā)，還需要在 Iterator 遍歷時加鎖条摸，或者使用并發(fā)容器 CopyOnWriteArrayList 代替 ArrayList铸屉，該容器內(nèi)部會對 Iterator 進行加鎖操作。
總結(jié)
本文針對《阿里巴巴Java開發(fā)手冊》中的強制要求不要在 foreach 循環(huán)里進行元素的 remove/add 操作出發(fā)子巾，從源碼層面來解釋為什么小压，還用生活中的栗子來介紹 Java 中的 fail-fast 機制，因此在進行元素的 remove/add 操作時要用 Iterator 去遍歷刪除或新增怠益。
參考
《Java開發(fā)手冊》華山版
《碼出高效：Java開發(fā)手冊》
