ConcurrentModificationException引起的问题

现象

这是一个由ConcurrentModificationException引发的问题，先看下这段程序:

List<String> tmpList1 = new LinkedList<>();
tmpList1.add("Hello");
tmpList1.add("My");
tmpList1.add("Son");

for (String curStr : tmpList1) {
    if ("My".equals(curStr)) {
        tmpList1.remove(curStr);
    }
    System.out.printf("curStr = %s, tmpList = %s\n", curStr, tmpList1.toString());
}

首先整体的说下这段程序，在for-each循环中调用add或者remove修改内容肯定是不妥的，会引发标题里的ConcurrentModificationException异常。但是这个异常在这段程序里并不会百分百触发，接下来我就直接说下运行结果了。

当像上面这样移除"My"时，程序并不会报错，而换成"Son"时也不会报错，除此之外移除tmpList1里的其他任何元素都会引起ConcurrentModificationException。这是tmpList1定义为LinkedList的运行结果。输出是:

# 移除My
curStr = Hello, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = My, tmpList = [Hello, Son]

# 移除son
curStr = Hello, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = My, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = Son, tmpList = [Hello, My]

而当tmpList1定义为ArrayList时，仅仅移除"My"时，程序不会报错，除此之外移除其他元素都会引发ConcurrentModificationException异常。
输出是:

# 移除My
curStr = Hello, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = My, tmpList = [Hello, Son]

curStr = Hello, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = My, tmpList = [Hello, My, Son]
curStr = Son, tmpList = [Hello, My]
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

原因

ConcurrentModificationException

由于这一切和ConcurrentModificationException有关，所以先讲下为什么会报这个异常。

for-each循环本质上是在内部用了迭代器，但也只是在内部调用，对用户并没有暴露，因此用户想要操作某个元素，比如删除，只能通过对象去调remove方法，于是就导致迭代和修改途径不一致，迭代的内容会受到修改的影响出现难以预料的情况。为了防止这种情况发生，ArrayList和LinkedList等在内部增加了一个modCount字段，记录修改了几次，当通过对象去调remove方法或者add方法时，每修改一次就会modCount++，如果不使用迭代器的话，这个字段不会产生任何影响，如果使用了迭代器，比如for-each循环，这个字段就会专门用于检查ConcurrentModificationException，在获取下一个元素时，首先就会检查modCount和expectedModCount是否相等，如果有在迭代器控制范围外修改的情况就会导致modCount != expectedModCount，于是就会报ConcurrentModificationException。

为什么删的元素不同程序运行的结果会不同

首先讲下for-each循环的简单过程。这循环中主要做两件事，先是判断还有没有下一个元素(hasNext)，如果有的话就获取下一个元素(next)，获取到之后用户可以进行操作。ConcurrentModificationException就是在获取下一个元素(next)的一开始做的检查里抛出的。

也就是说只要修改了元素之后循环还会调next，那么就一定会抛出ConcurrentModificationException。因此对于ArrayList和LinkedList来说需要仔细查看的就是hasNext的实现，只要还判断有下个元素，就一定会调next。

以下是LinkedList的hasNext实现:

public boolean hasNext() {
    return nextIndex < size;
}

这里看出判定还是比较宽的，调用remove会导致size减小，不管是移除倒数第二个还是最后一个元素，都会判定为循环提前结束，就不会再去调用next了。

下面是ArrayList的hasNext实现:

public boolean hasNext() {
    return cursor != size;
}

相对于LinkedList，这里的判定会略显严格。以只移除一个元素为例，当移除的是倒数第二个的时候，cursor和size是刚好相等的，于是循环结束，就不会抛出异常。当移除的是最后一个元素时，cursor != size为true会继续尝试获取下一个元素，于是就会抛出ConcurrentModificationException。