LinkedList（3）：并发异常-白红宇

LinkedList（3）：并发异常

阅读量：791 次

发布时间：2023-01-31

本文共 2848 字，大约阅读时间需要 9 分钟。

在分析以上两种用例时，可以发现主要问题集中在间接结构的modCount变量维护以及迭代器中modCount检查实现的细节。以下是详细的分析过程：

在第一个例子中，代码段如下：

public class TestLinkedList {    public static void main(String[] args) {        LinkedList linkedList = new LinkedList();        linkedList.add(11);        linkedList.add(22);        linkedList.add(33);                Iterator iterator = linkedList.iterator();        while (iterator.hasNext()) {            linkedList.add(10);  // 数据结构发生改变            System.out.println(iterator.next());        }        System.out.println(linkedList);    }}

在这个过程中，迭代器iterator被获取后，每次循环先执行linkedList.add(10)，这会修改数据结构，导致modCount增加。在接下来的iterator.next()中，迭代器发现内部的modCount与自己保存的expectedModCount不一致，从而抛出ConcurrentModificationException。

在第二个例子中，代码段如下：

public class TestLinkedList {    public static void main(String[] args) {        LinkedList linkedList = new LinkedList();        linkedList.add(11);        linkedList.add(22);        linkedList.add(33);                ListIterator iterator = linkedList.listIterator();        while (iterator.hasNext()) {            iterator.add(10);  // 数据结构发生改变            System.out.println(iterator.next());        }        System.out.println(linkedList);    }}

在这个递增的过程中，虽然数据结构被修改，但迭代器没有抛出异常。这可能是因为ListIterator的实现方式在处理modCount时具有不同机制，或者在迭代过程中导致modCount的增加与检查机制不同。

细节分析：

modCount的使用：

Java集合类如LinkedList维护一个modCount变量，记录对集合进行操作次数。

每个迭代器在创建时记录当前的modCount值（保存在expectedModCount变量中）。

当迭代器的hasNext或next方法被调用时，内部会检查自身的modCount是否等于当前LinkedList的modCount。如果不等，抛出ConcurrentModificationException。

迭代器的生命周期：

迭代器一旦获取到集合的数据，开始迭代。此时，expectedModCount被设为当前集合的modCount。

在迭代过程中，每当原始集合（如linkedList）被修改时，modCount会被增加。

当迭代器发现自身记录的expectedModCount不再等于当前集合的modCount时，表示数据结构被修改，抛出异常。

默认实现与自定义实现的差异：

测试用例中，由于使用Iterator和ListIterator，两者的内部分析和modCount检查方式不同。

ListIterator通常提供的是弱一致性迭代器，而Iterator则要求强一致性。这可能导致在同样的数据操作下，是否会抛出异常的不同。

举例如中的问题“为什么会抛出异常”：

在第一个例子中，迭代器在获取下一个元素之前，数据结构被修改，导致modCount被改变。

迭代器在检测到modCount变化时，立即抛出并发异常，阻止潜在的数据不一致问题。

这种设计意在防止数据结构被改写（例如增删改查），使得迭代操作是安全且一致的。

测试用例中的修改行为：

在第一个例子中，循环内部先进行了add(10)，导致数据结构变化，从而modCount增加。

迭代器在接下来的next()操作中进行modCount检查，发现在获取时modCount已经发生了变化，符合预期，所以抛出异常。

第二个例子中的ListIterator在进行add(10)时是否会抛出异常，具体取决于ListIterator的实现。一般来说，ListIterator的默认实现是支持检测到数据结构修改并抛出异常的。

思想与表现的区别：

强一致性迭代器（如Iterator）在结构修改发生时就抛异常。

弱一致性迭代器（如ListIterator）则允许在某些修改操作下继续使用，直到下一次操作时才可能抛出异常。

实际应用中的做法：

通常，在需要对集合进行迭代操作时，使用默认的强一致性迭代器，以确保在迭代过程中的结构安全。

只有在知道迭代操作不会被其他线程修改数据的情况下，才可以使用弱一致性迭代器，以提高性能。

为了确保性能，ListIterator允许插入操作，但这会影响modCount的变化检测，导致更多封闭条件。

优化建议：

理解迭代器的类型：

确定需要使用强一致性还是弱一致性迭代器。

强一致性迭代器在检测到结构修改时严格抛出异常。

弱一致性迭代器更适合不频繁修改数据结构的情况。

检查集合的modCount：

在迭代器中，每次调用hasNext或next时，总是比较当前modCount并抛出异常当有变化。

遵守封闭封装原则：

在结构安全的情况下，确保modCount的改写不会导致并发异常。

方式探究：

如何通过不同的迭代器类型和数据结构来测试并发修改的效果。

理解在不同情况下，强一致性、弱一致性迭代器哪种更适合。

总结：

在上述代码中，第一个例子使用迭代器在遍历过程中对数据结构进行了修改，导致modCount发生变化，进而抛出并发异常。这是通过强一致性迭代器设计的一种防御机制。而第二个例子使用弱一致性迭代器，允许在添加操作后继续使用，并在后续检测到数据结构变化时才抛出异常。这表明在实际应用中，选择合适的迭代器类型对性能和正确性至关重要。

转载地址：http://ckwfk.baihongyu.com/

你可能感兴趣的文章