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  • Java集合之fail-fast机制

    1.1 fail-fast 机制简介

      fail-fast 机制是java集合(Collection)中的一种错误机制。当多个线程对同一个集合的内容进行操作时,就可能会产生fail-fast事件。

      例如:当某一个线程A通过iterator去遍历某集合的过程中,若该集合的内容被其他线程所改变了;那么线程A访问集合时,就会抛出ConcurrentModificationException异常,产生fail-fast事件。

    1.2 fail-fast 机制示例

    import java.util.*;
    import java.util.concurrent.*;
    
    /*
     * @desc java集合中Fast-Fail的测试程序。
     *
     *   fast-fail事件产生的条件:当多个线程对Collection进行操作时,若其中某一个线程通过iterator去遍历集合时,该集合的内容被其他线程所改变;则会抛出ConcurrentModificationException异常。
     *   fast-fail解决办法:通过util.concurrent集合包下的相应类去处理,则不会产生fast-fail事件。
     *
     *   本例中,分别测试ArrayList和CopyOnWriteArrayList这两种情况。ArrayList会产生fast-fail事件,而CopyOnWriteArrayList不会产生fast-fail事件。
     *   (01) 使用ArrayList时,会产生fast-fail事件,抛出ConcurrentModificationException异常;定义如下:
     *            private static List<String> list = new ArrayList<String>();
     *   (02) 使用时CopyOnWriteArrayList,不会产生fast-fail事件;定义如下:
     *            private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
     *
     * @author Zeng
     */
    public class FastFailTest {
    
        private static List<String> list = new ArrayList<String>();
        //private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
        public static void main(String[] args) {
        
            // 同时启动两个线程对list进行操作!
            new ThreadOne().start();
            new ThreadTwo().start();
        }
    
        private static void printAll() {
            System.out.println("");
    
            String value = null;
            Iterator iter = list.iterator();
            while(iter.hasNext()) {
                value = (String)iter.next();
                System.out.print(value+", ");
            }
        }
    
        /**
         * 向list中依次添加0,1,2,3,4,5,每添加一个数之后,就通过printAll()遍历整个list
         */
        private static class ThreadOne extends Thread {
            public void run() {
                int i = 0;
                while (i<6) {
                    list.add(String.valueOf(i));
                    printAll();
                    i++;
                }
            }
        }
    
        /**
         * 向list中依次添加10,11,12,13,14,15,每添加一个数之后,就通过printAll()遍历整个list
         */
        private static class ThreadTwo extends Thread {
            public void run() {
                int i = 10;
                while (i<16) {
                    list.add(String.valueOf(i));
                    printAll();
                    i++;
                }
            }
        }
    
    }
    

    运行结果

      运行该代码,抛出异常java.util.ConcurrentModificationException!产生fail-fast事件!

    结果说明

    • FastFailTest中通过 new ThreadOne().start() 和 new ThreadTwo().start() 同时启动两个线程去操作list
      ThreadOne线程:向list中依次添加0,1,2,3,4,5。每添加一个数之后,就通过printAll()遍历整个list
      ThreadTwo线程:向list中依次添加10,11,12,13,14,15。每添加一个数之后,就通过printAll()遍历整个list
    • 当某一个线程遍历list的过程中,list的内容被另外一个线程所改变了;就会抛出ConcurrentModificationException异常,产生fail-fast事件

    1.3 fail-fast解决办法

      fail-fast机制,是一种错误检测机制。它只能被用来检测错误,因为JDK并不保证fail-fast机制一定会发生。若在多线程环境下使用fail-fast机制的集合,建议使用“java.util.concurrent包下的类”去取代“java.util包下的类”。
    所以,本例中只需要将ArrayList替换成java.util.concurrent包下对应的类即可。
      将代码

    private static List<String> list = new ArrayList<String>();

      替换为

    private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();

      即可解决该问题。

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