Java学习笔记(40)——Java集合12之fail-fast

原创
2015/05/07 17:17
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一、fail-fast概述

“快速失败”也就是fail-fast,它是Java集合的一种错误检测机制。当多个线程对集合进行结构上的改变的操作时,有可能会产生fail-fast机制。记住是有可能,而不是一定。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。

在详细介绍fail-fast机制的原理之前,先通过一个示例来认识fail-fast。

示例代码:(FastFailTest.java)

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 skywang
 */
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!即,产生fail-fast事件!

结果说明
(01) 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。
(02) 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。

二、fail-fast解决方案

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。
即,将代码

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

替换为

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

则可以解决该办法。

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