源码角度分析Java 循环中删除数据为什么会报异常

一、源码角度分析Java 循环中删除数据为什么会报异常

相信大家在之前或多或少都知道 Java 中在增强 for中删除数据会抛出：java.util.ConcurrentModificationException 异常，例如：如下所示程序：

public class RmTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("001");
        list.add("002");
        list.add("003");
        list.add("004");
        for (String l : list) {
            if (Objects.equals(l, "002") || Objects.equals(l,"003")) {
                list.remove(l);
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

运行后会发现抛出了异常：

特别是一些新手小伙伴一不注意就陷入其中，当然解决方法也特别简单，可以转为迭代器，然后使用迭代器的 remove 方式删除数据，或者使用循环下标的方式通过下标进行删除，但需要注意正向循环和反向循环，如果是正向循环的话需要注意计算下标位置，不过不要担心，下面我们都会一一进行介绍。

首先来分析下为什么在增强 for 中会出现java.util.ConcurrentModificationException 异常，这里现将java编译成class形式，看增强 for最终是以何种形式执行的：

javac RmTest.java

编译后的内容如下：

public class RmTest {
    public RmTest() {
    }

    public static void main(String[] var0) {
        ArrayList var1 = new ArrayList();
        var1.add("001");
        var1.add("002");
        var1.add("003");
        var1.add("004");
        Iterator var2 = var1.iterator();

        while(true) {
            String var3;
            do {
                if (!var2.hasNext()) {
                    System.out.println(var1);
                    return;
                }

                var3 = (String)var2.next();
            } while(!Objects.equals(var3, "002") && !Objects.equals(var3, "003"));

            var1.remove(var3);
        }
    }
}

可以看到增强for最终是编译成迭代器的方式进行遍历数据，但需要注意的是删除数据依然使用的 List 中的 remove 方法，通过抛出的异常链可以看出，问题发生在了 next 方法中的 checkForComodification 方法下：

下面看到 ArrayList 下迭代器的 next 方法中，在 Itr 类下：

在这个方法中首先调用了 checkForComodification 方法，正好上面的异常链中也涉及到了 checkForComodification 方法，下面进到该方法中：

这里是不是看到了熟悉的 ConcurrentModificationException 异常，只要 modCount 和 expectedModCount 不相等就会抛出该异常，下面看下 expectedModCount 的声明位置：

在迭代器内部声明的，并且起始值等于 modCount，而 modCount 则在定义在 AbstractList 在迭代器的外部，这里还记得前面迭代器中使用的是 List 中的 remove 方法删除的数据，这里看到该方法中：

该方法实际的删除逻辑在 fastRemove 方法中，继续看到该方法下：

看到这里是不是很直观了，modCount 数值发生了变化，而迭代器中的expectedModCount 没有随之修改，就导致 expectedModCount != modCount 而抛出异常。

我们都知道使用迭代器中的 remove 方式是不会引发异常的，比如：

public class RmTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("001");
        list.add("002");
        list.add("003");
        list.add("004");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String l = iterator.next();
            if (Objects.equals(l, "002") || Objects.equals(l, "003")) {
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(list);
    }

}

运行结果：

为什么迭代器的 remove 可以呢，下面看到该方法中：

可以看出迭代器的 remove 同样也是使用了 List 中的 remove 方法，但它会在删除后重置 expectedModCount 的值，使其保持和 modCount 一致，因此就不会触发上面的异常。

看到这里应该明白为什么会抛出异常了，但为什么这样设计呢？这里可以总结下其中，modCount主要表示集合被修改的次数，expectedModCount表示迭代器内部维护的集合被修改的次数。当modCount和expectedModCount不相等时，则表示肯定有其他某个地方对集合进行了修改，此时，如果继续使用迭代器遍历集合，就可能会出现遍历到非预期的元素或者下个元素不存在了，因此只要expectedModCount和modCount保持一致，数据就可认为是可信的。

通过这里也能给我们警醒，如果需要在并发情况下操作集合一定要选用线程安全的集合。

下面再补充下如果不用增强for，使用下标自增的方式删除是否可行吗？

public class RmTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("001");
        list.add("002");
        list.add("003");
        list.add("004");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String l = list.get(i);
            if (Objects.equals(l, "002") || Objects.equals(l,"003")) {
                list.remove(i);
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

运行后：

发现 003 并没有被移除，因为当移除了 002 后，002 后的数据顺势向前移位，原本003的下标为 2 ，移位后变成了 1 ，但下标 i 继续增长，便会错过后面的数据，那怎么解决呢，既然后面的数据向前移位，对下标i也向前移位就是了：

public class RmTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("001");
        list.add("002");
        list.add("003");
        list.add("004");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            String l = list.get(i);
            if (Objects.equals(l, "002") || Objects.equals(l,"003")) {
                list.remove(i);
                i = i-1;
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

运行后数据正常：

既然正向遍历下标需要移位，那如果反过来反向循环不就可以不管下标了吗：

public class RmTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("001");
        list.add("002");
        list.add("003");
        list.add("004");
        for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
            String l = list.get(i);
            if (Objects.equals(l, "002") || Objects.equals(l, "003")) {
                list.remove(i);
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

运行后数据正常：