快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)

快速失败

在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出 Concurrent Modification Exception

迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变 modCount 的值。每当迭代器使用 hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测 modCount 变量是否为 expectedModCount 值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。

这个机制我在之前的博客中ArrayList源码分析中有提到,也分析了迭代器中关于判断modCount是否为期望值的源码部分。

下面主要来看安全失败(fail-safe)

安全失败

采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。 这点和CopyOnWriteArrayList在修改上的的机制很一致。

原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发 Concurrent Modification Exception。

比如我们来看ConcurrentHashMap的迭代器:

static class Traverser<K,V> {
    Node<K,V>[] tab;        // current table; updated if resized
    Node<K,V> next;         // the next entry to use
    TableStack<K,V> stack, spare; // to save/restore on ForwardingNodes
    int index;              // index of bin to use next
    int baseIndex;          // current index of initial table
    int baseLimit;          // index bound for initial table
    final int baseSize;     // initial table size

    Traverser(Node<K,V>[] tab, int size, int index, int limit) {
        //在这里复制tab
        this.tab = tab;
        this.baseSize = size;
        this.baseIndex = this.index = index;
        this.baseLimit = limit;
        this.next = null;
    }

    //遍历逻辑略
}

缺点:基于拷贝内容的优点是避免了 Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

场景:java.util.concurrent 包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。

总结

快速失败和安全失败是对迭代器而言的。

快速失败:当在迭代一个集合的时候,如果有另外一个线程在修改这个集合,就会抛出 ConcurrentModification 异常,java.util 下的集合类都是快速失败。

安全失败:在迭代时候会在集合二层做一个拷贝,所以在修改集合上层元素不会影响下层。在 java.util.concurrent 下的并发集合类都是安全失败。

原创文章,作者:彭晨涛,如若转载,请注明出处:https://www.codetool.top/article/%e5%bf%ab%e9%80%9f%e5%a4%b1%e8%b4%a5fail-fast%e5%92%8c%e5%ae%89%e5%85%a8%e5%a4%b1%e8%b4%a5fail-safe/

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彭晨涛彭晨涛管理者
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