我要评论前言
关于集合的总结，可参考如下图：
在java中，像arraylist这样的集合类使用迭代器的时候，如果在遍历过程中直接修改集合（比如remove），可能会导致concurrentmodificationexception。
为什么是可能会产生导致concurrentmodificationexception？
因为在修改集合的结构化修改modecount的过程中，如果修改了集合的索引（索引前移），则不会发生异常。
1、并发异常介绍
concurrentmodificationexception的核心原因是：迭代器检测到集合在遍历过程中被修改，导致状态不一致。
1.1、for-each的本质
在 java 中，如果你在for-each循环（即增强型 for 循环）中直接对集合执行remove()操作，会抛出concurrentmodificationexception。
这是因为for-each循环底层依赖于迭代器（iterator）来遍历集合，而迭代器在设计时为了保证遍历的一致性和安全性，对集合的结构修改有严格的限制。
如下所示，for-each的本质：
for (element e : collection) {
// do something
}
等价于：
iterator<element> it = collection.iterator();
while (it.hasnext()) {
element e = it.next();
// do something
}
1.2、调用list.remove()的后果
在循环中直接调用list.remove()(element)或list.remove()(index)，会直接修改集合的结构，导致modcount自动递增。
此时迭代器的expectedmodcount并未更新，因此在下一次调用it.next()时，会检测到不一致并抛出异常。
2、迭代器
2.1、设计原理
java 集合框架中的迭代器（iterator）在设计时引入了一种并发修改检查机制，用于在遍历过程中检测集合的结构是否被外部修改。
机制的核心目的保证迭代过程中集合的一致性，防止因并发修改导致的不可预期行为。
1、快速失败（fail-fast）策略
java 集合的迭代器采用快速失败策略：一旦检测到并发修改，立即抛出异常，防止后续操作产生不可预知的结果。快速失败不能保证 100% 检测到所有并发修改，但能显著降低错误概率。
2、安全性与性能的权衡
并发检查机制增加了少量性能开销，但保障了迭代过程的安全性。对于高并发场景，可选择线程安全的集合类（如concurrenthashmap）。
2.2、并发检查机制的属性
1.modcount与expectedmodcount
modcount：
- 是集合类（如arraylist、hashmap）中的一个字段，表示集合的结构性修改次数（如添加、删除元素）。
- 每次对集合进行结构性修改（如add
()、remove()），modcount会自动递增。
expectedmodcount：
是迭代器内部保存的一个字段，表示迭代器创建时集合的modcount值。
- 在调用it.next()时，迭代器内部会检查当前集合的modcount是否与迭代器创建时记录的expectedmodcount一致。
- 如果不一致，就会抛出concurrentmodificationexception。
2.检查逻辑
if (modcount != expectedmodcount) {
throw new concurrentmodificationexception();
}
如果集合的modcount被修改（即modcount != expectedmodcount），迭代器会抛出concurrentmodificationexception，表示检测到并发修改。
2.3、机制的工作流程
1、迭代器创建时
迭代器在创建时会记录当前集合的modcount值，并将其赋值给expectedmodcount。
public iterator<e> iterator() {
return new itr();
}
private class itr implements iterator<e> {
int expectedmodcount = modcount; // 记录初始状态
...
}
2、迭代过程中调用next()
每次调用next()方法时，迭代器会检查modcount和expectedmodcount是否一致。
public e next() {
checkforcomodification(); // 检查是否被修改
...
}
final void checkforcomodification() {
if (modcount != expectedmodcount)
throw new concurrentmodificationexception();
}
3、调用iterator.remove()
如果通过迭代器的remove()方法删除集合的元素，此时迭代器iterator会同步更新modcount和expectedmodcount，确保一致性。
public void remove() {
if (modcount != expectedmodcount)
throw new concurrentmodificationexception();
// 删除元素并更新 modcount
arraylist.this.remove(size - 1);
cursor--;
expectedmodcount = modcount; // 同步更新
}
⚠️注意：如果直接使用list.remove()，modcount会增加，下次再调用的时候，会抛异常。
2.4、适用场景
1.单线程下的结构修改检测
该机制不仅适用于多线程环境，也适用于单线程中在迭代过程中直接修改集合的情况。
2.多线程下的并发修改
在多线程环境下，如果多个线程同时修改集合的元素，也可能导致modcount与expectedmodcount不一致。
此时，迭代器的并发检查机制可以检测到这种冲突，但并不能完全解决线程安全问题。需要结合线程安全集合（如copyonwritearraylist）或同步机制。
3、解决方案
3.1、迭代器的remove()
iterator<element> it = list.iterator();
while (it.hasnext()) {
element e = it.next();
if (somecondition(e)) {
it.remove(); // 安全地删除元素
}
}
it.remove()是迭代器提供的方法，它会同步更新modcount和expectedmodcount，避免异常。
3.2、普通for循环 + 控制索引
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
element e = list.get(i);
if (somecondition(e)) {
list.remove(i);
i--; // 删除后索引前移
}
}
- 注意：删除元素后需要调整索引，防止跳过元素。
3.3、copyonwritearraylist
如果确实需要在遍历过程中频繁修改集合，可以使用线程安全的copyonwritearraylist：
list<element> list = new copyonwritearraylist<>();
for (element e : list) {
if (somecondition(e)) {
list.remove(e); // 不会抛出异常
}
}
- 该集合在修改时会复制底层数组，避免直接修改共享数据，但性能开销较大。
3.4、collections.synchronizedlist(list)
在多线程环境中使用collections.synchronizedlist时，遍历（iteration）并修改列表的过程中，必须手动加锁，以确保线程安全。
这是因为在默认情况下，collections.synchronizedlist的同步机制仅覆盖其方法调用，但不包括迭代器（iterator）的线程安全性。
1、为什么需要手动加锁？
- collections.synchronizedlist的同步机制
- collections.synchronizedlist返回的列表是一个线程安全的包装类，其所有方法（如add、remove、get等）都通过synchronized关键字加锁，确保单个方法调用的线程安全。
2.迭代器（iterator）的线程安全性缺失
- 虽然列表的方法是线程安全的，但迭代器本身并不是线程安全的。
- 例如：如果线程 a 正在遍历列表（使用iterator
()），而线程 b 同时修改了列表（如add或remove），即使这些方法是同步的，迭代器也可能抛出concurrentmodficationexception，或者看到不一致的数据状态。
代码示例如下：
list<string> list = collections.synchronizedlist(new arraylist<>());
// 添加元素
list.add("a");
list.add("b");
// 遍历时手动加锁
synchronized (list) {
iterator<string> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasnext()) {
string item = iterator.next();
if (item.equals("a")) {
iterator.remove(); // 安全地移除元素
}
}
}
小结：
使用迭代器提供的remove()方法、避免在for-each中直接修改集合，或选择适合的集合类型（如copyonwritearraylist），可以有效避免此类异常。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持代码网。
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