java.util.ConcurrentModificationException 异常原因和解决方法

前言

二十多天的实训结束了，虽然环境emmmm有点坑，好多人都感冒了，我也没能逃过一劫。

不过总体来说还行，第一次尝试跟学校里不一样的，7个人一起做项目。 不过也因此对于github的使用不再局限于之前的将其作为云服务备份来使用了，更多的还是大家上传代码，合并冲突之类的，还有也学会了git stash的一些个基础用法，嘻嘻。

这个月还没写点东西记录一下。 这里就记录一下之前遇到过的一个，算是比较突然，意想不到的错吧。

以下有的是网上查到的资料，再加上了一点点自己的理解,感觉还是有些地方不太懂，如果有什么错误还请批评指正。

哦对了，项目JobBridge主要是实现一个求职平台，作为企业与求职者的桥梁。

我们的代码开源在：JobBridge

问题

目标：想要在循环遍历的过程中删除集合中的元素，但是运行代码的时候遇到了这么一个错: java.util.ConcurrentModificationException: null，也就是一个并发修改异常

原因

简单地说下原因，在我那个项目的代码中，遍历的方式是增强 for 循环，在底层使用的也是迭代器。

也就是说，是用Itr去遍历的，这个Itr是ArrayList实现的一个遍历接口、内部类。

但是我在删除的时候是通过ArrayList的remove方法去操作的，不是Itr内部的那个删除方法去操作的。

那么问题就来了：

ArrayList的remove方法修改的变量是继承自AbstractList的变量modCount；而Itr的remove方法修改的是自身的变量expectedModCount。这两个变量的作用都是记录修改次数的。

所以，在用ArrayList的remove方法进行删除操作以后，Itr里面的expectedModCount会与ArrayList的modCount进行比较，二者不相等，所以会抛错。

(很久没画过UML图了，有画错的还请指出，捂脸…

源码分析

这里我写了一个方便问题复现的代码：

import java.util.ArrayList; class MyTest{ 
    public static void main(String[] args){ 
    ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<Integer>(); for(int i=0; i<10; i++){ 
    arr.add(i); } for(Integer i: arr){ 
    if(i == 5){ 
    arr.remove(i); } else{ 
    System.out.println(i); } } } } 

运行，然后看看报错：

C:\Users\hzy\Desktop>javac MyTest.java C:\Users\hzy\Desktop>java MyTest 0 1 2 3 4 Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.base/java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:1009) at java.base/java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:963) at test.main(test.java:10) 

ok，报错的是ArrayList.java里的Itr.next()和Itr.checkForComodification()。

这里的Itr是在ArrayList的内部类，实现了Iterator接口，用于遍历。

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { 
    ... ... / * An optimized version of AbstractList.Itr */ private class Itr implements Iterator<E> { 
    int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; // prevent creating a synthetic constructor Itr() { 
   } public boolean hasNext() { 
    return cursor != size; } @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]; } 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 public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) { 
    Objects.requireNonNull(action); final int size = ArrayList.this.size; int i = cursor; if (i < size) { 
    final Object[] es = elementData; if (i >= es.length) throw new ConcurrentModificationException(); for (; i < size && modCount == expectedModCount; i++) action.accept(elementAt(es, i)); // update once at end to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } } final void checkForComodification() { 
    if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } } ... ... 

报错就是在Itr.next()中调用checkForComodification()以后产生的，在checkForComodification()函数中，判断了modCount和expectedModCount是否相等。如果不相等，就会抛出我们遇到的这个异常。

显然，我们的报错就是因为这两个变量不相等导致的。

 ... ... @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(); } 

ok，那这两个变量是什么含义呢？

• modCount是modification count的缩写，也就是当前的ArrayList被修改的次数，这个变量是ArrayList继承自AbstractList的。

  可以在IDE中，按住Ctrl键，然后鼠标点一下变量modCount，就可以跳转到定义它的地方了~

• expectedModCount是expected modification count的缩写，也就是期望被修改的次数，这个变量是在内部类Itr中定义的，初始时赋值为modCount。

ok，那为什么我们的写法会导致这两个变量不一致呢？

这里要注意的是，我遍历的时候调用的是Itr.next()，但是我在循环中删除元素时，用的是ArrayList.this.remove()：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { 
    ... ... public boolean remove(Object o) { 
    final Object[] es = elementData; final int size = this.size; int i = 0; found: { 
    if (o == null) { 
    for (; i < size; i++) if (es[i] == null) break found; } else { 
    for (; i < size; i++) if (o.equals(es[i])) break found; } return false; } fastRemove(es, i); return true; } private void fastRemove(Object[] es, int i) { 
    modCount++; final int newSize; if ((newSize = size - 1) > i) System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i); es[size = newSize] = null; } ... ... 

remove()函数会调用fastRemove()函数，使得modCount的值自增1.

然而，for循环下一次调用Itr.next()，Itr.next()调用Itr.checkForComodification()时，会发现，modCount和expectedModCount两个值不相等！因为在这个删除操作的过程中没有对expectedModCount重新赋值，所以就抛出异常了。

解决方法

1. 改成Iterator的迭代方式，用内部类Itr的remove方法来删除，保证一致性：

   import java.util.ArrayList; class MyTest{ 
         public static void main(String[] args){ 
         ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<Integer>(); for(int i=0; i<10; i++){ 
         arr.add(i); } for(Iterator<Integer> it=arr.iterator(); it.hasNext();){ 
         Integer i = it.next(); if(i == 5){ 
         it.remove(); } else{ 
         System.out.println(i); } } } } 

2. 每次删除的时候都让i减1

   import java.util.ArrayList; class MyTest{ 
         public static void main(String[] args){ 
         ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<Integer>(); for(int i=0; i<10; i++){ 
         arr.add(i); } for(int i=0; i<arr.size(); i++){ 
         if(i == 5){ 
         arr.remove(i); i -= 1; } else{ 
         System.out.println(i); } } } } 

3. 倒序删除，先遍历一遍记录要删除的下标，然后从末尾开始删除

另，ArrayList 是一个查询为主的数据结构，底层是数组实现的，本身就不太适合修改频繁以及并发修改的场景。

对于频繁修改的，可以用LinkedList，对于线程安全的，可以用JUC的CopyOnWriteArrayList。

– 于2021.4.11修改（下面的内容都是18年写的了…

分析（18年）

最后在网上看了一下,才发现是循环的时候,进行了删除的操作,所以才会报错,原因在于: 迭代器的expectedModCount和modCount的值不一致;
我代码中的这个recruitList是个ArrayList,而且循环中是一个迭代器来进行迭代的(参考java forEach实现原理). 因此不妨去看一下它的iterator实现方法:

根据注释可以看到, 返回的是一个指向Itr类型对象的正确顺序的引用(@return an iterator over the elements in this list in proper sequence);

然后往下可以看到Itr这个内部类的实现:
由注释可以看到:

1. cursor是下一个返回的元素的下标;
2. lastRet 是最后一个返回的元素的索引下标;
3. expectedModCount：是对ArrayList修改次数的预期的数值，被初始化为modCount; 注意,这里expectedModCount是内部类 Itr 中的变量,而modCount是ArrayList继承自AbstractList的一个成员变量
4. 在这个内部类的末尾我看到了, if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); 看来这就是问题所在; 只是这个modCount是什么呢?

/ * An optimized version of AbstractList.Itr */ private class Itr implements Iterator<E> { 
      int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; Itr() { 
     } public boolean hasNext() { 
      return cursor != size; } @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]; } 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++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } final void checkForComodification() { 
      if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } } 

在ArrayList.java里ctrl 点一下 modCount找一下,发现modCount是ArrayList继承自AbstractList的一个成员变量, 表示对List的修改次数,由注释可知,只要有改变,modCount就会加上1;
那我代码里的remove()方法又为什么会引起异常呢?
在ArrayList中的内部类Itr中的next()方法中可以看到:

一开始会调用checkForComodification();方法进行检查,初始时，cursor为0，lastRet为-1，在调用一次之后，cursor的值为1，lastRet的值为0,modCount为0，expectedModCount也为0。
再来看代码中的remove()方法做了什么:

在这里调用了ArrayList.this.remove(lastRet);

1. 对于iterator，其expectedModCount为0，cursor的值为1，lastRet的值为0;
2. 对于list，其modCount为1，size为0;

那么在下一次调用时, 执行checkForComodification()方法,就会遇到ConcurrentModificationException异常了,问题在于:调用list.remove()方法导致modCount和expectedModCount的值不一致

解决（18年）