博客
关于我
并发编程进阶03-java.util.ConcurrentModificationException异常-多线程情况
阅读量:115 次
发布时间:2019-02-26

本文共 5680 字,大约阅读时间需要 18 分钟。

多线程环境下ConcurrentModificationException异常及解决方案

在多线程环境下,Java的集合类如ArrayList和Vector在进行迭代操作时,如果在迭代过程中集合被修改,可能会抛出ConcurrentModificationException异常。这一问题源于集合迭代器在设计时未考虑并发修改的可能性,导致在某些并发场景下出现意外行为。以下将详细分析这一问题,并探讨解决方案。


问题再现

测试代码

public class Test3 {    public static void main(String[] args) {        final ArrayList
arrayList = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { arrayList.add(Integer.valueOf(i)); } Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { public void run() { Iterator
iterator = arrayList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println("Thread1 " + iterator.next().intValue()); } try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { public void run() { Iterator
iterator = arrayList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println("thread2 " + iterator.next().intValue()); iterator.remove(); } } }); thread1.start(); thread2.start(); }}

输出结果

Thread1 0thread2 1thread2 2thread2 3thread2 4thread2 5thread2 6thread2 7thread2 8thread2 9thread2 10thread2 11thread2 12thread2 13thread2 14thread2 15thread2 16thread2 17thread2 18thread2 19java.util.ConcurrentModificationException    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)    at com.bruceliu.demo17.Test3$1.run(Test3.java:26)    at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

问题分析

在上述测试代码中,两个线程同时操作同一个ArrayList:

  • Thread1负责读取并输出集合中的元素。
  • Thread2负责读取并修改集合中的元素。

由于ArrayList的迭代器在遍历时会维护一个expectedModCount字段,用于检测集合是否被修改。在本例中:

  • Thread2修改了集合,导致modCount从20增加到21。
  • Thread1的迭代器的expectedModCount仍为20,未感知到集合的修改。

Thread1试图访问集合时,发现modCount与迭代器的expectedModCount不符,从而抛出ConcurrentModificationException异常。


解决方案

为了解决ConcurrentModificationException问题,可以采取以下两种方案:

方案一:使用同步锁

在多线程环境下,对集合进行加锁操作,可以确保在同一时间内只有一个线程对集合进行操作。具体实现如下:

public class Test3 {    public static void main(String[] args) {        final ArrayList
arrayList = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { arrayList.add(Integer.valueOf(i)); } Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { public void run() { synchronized (arrayList) { Iterator
iterator = arrayList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println("Thread1 " + iterator.next().intValue()); } try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { public void run() { synchronized (arrayList) { Iterator
iterator = arrayList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println("thread2 " + iterator.next().intValue()); iterator.remove(); } } } }); thread1.start(); thread2.start(); }}

优点:

  • 通过加锁确保线程安全,避免了ConcurrentModificationException问题。
  • 适用于所有需要多线程操作集合的场景。缺点:
  • 同时锁定整个集合,可能导致并发性能下降。

方案二:使用CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是一种线程安全的集合类,它通过在每次修改时创建新的数组副本来避免并发修改问题。具体实现如下:

public class Test3 {    public static void main(String[] args) {        final CopyOnWriteArrayList
list = new CopyOnWriteArrayList<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { list.add(Integer.valueOf(i)); } Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { public void run() { for (Integer integer : list) { System.out.println("thread1 " + integer.intValue()); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { public void run() { for (Integer integer : list) { System.out.println("thread2 " + integer.intValue()); if (integer.intValue() == 5) { list.remove(integer); } } for (Integer integer : list) { System.out.println("thread2 again " + integer.intValue()); } } }); thread1.start(); thread2.start(); }}

优点:

  • 支持在多线程环境下安全地进行集合操作。
  • 避免了ConcurrentModificationException问题。缺点:
  • 每次修改都需要创建新的数组副本,可能影响性能。
  • CopyOnWriteArrayList的迭代器不支持remove()操作,需手动实现。

实现细节分析

CopyOnWriteArrayList的工作原理

CopyOnWriteArrayList通过维护一个Object[] array数组,所有修改操作都基于这个数组的副本。具体实现如下:

  • getArray()方法返回当前数组的副本。
  • 修改操作(如addremoveclear)会创建新的数组副本,并对新数组进行操作。
  • 遍历操作(如forEachiterator())基于当前数组的副本完成,确保遍历过程中不受修改影响。
  • CopyOnWriteArrayList的优缺点

    优点:

    • 线程安全,避免ConcurrentModificationException。
    • 支持一边遍历一边修改。

    缺点:

    • 修改操作需要创建新的数组,可能影响性能。
    • 迭代器不支持remove()操作,需要手动实现。

    测试结果分析

    在测试代码中,thread2对集合进行了多次修改,但thread1未感知到这些修改。通过使用CopyOnWriteArrayList,thread1thread2能够安全地进行并发操作,而不会抛出ConcurrentModificationException。


    总结

    在多线程环境下,ConcurrentModificationException问题的主要原因是集合迭代器未能检测到集合的修改操作。通过使用同步锁或CopyOnWriteArrayList,可以有效避免这一问题。选择哪种方案取决于具体的性能需求和场景限制。

    转载地址:http://gndu.baihongyu.com/

    你可能感兴趣的文章
    NIFI大数据进阶_内嵌ZK模式集群1_搭建过程说明---大数据之Nifi工作笔记0015
    查看>>
    NIFI大数据进阶_外部ZK模式集群1_实际操作搭建NIFI外部ZK模式集群---大数据之Nifi工作笔记0017
    查看>>
    NIFI大数据进阶_离线同步MySql数据到HDFS_01_实际操作---大数据之Nifi工作笔记0029
    查看>>
    NIFI大数据进阶_离线同步MySql数据到HDFS_02_实际操作_splitjson处理器_puthdfs处理器_querydatabasetable处理器---大数据之Nifi工作笔记0030
    查看>>
    NIFI大数据进阶_连接与关系_设置数据流负载均衡_设置背压_设置展现弯曲_介绍以及实际操作---大数据之Nifi工作笔记0027
    查看>>
    NIFI数据库同步_多表_特定表同时同步_实际操作_MySqlToMysql_可推广到其他数据库_Postgresql_Hbase_SqlServer等----大数据之Nifi工作笔记0053
    查看>>
    NIFI汉化_替换logo_二次开发_Idea编译NIFI最新源码_详细过程记录_全解析_Maven编译NIFI避坑指南001---大数据之Nifi工作笔记0068
    查看>>
    NIFI集群_内存溢出_CPU占用100%修复_GC overhead limit exceeded_NIFI: out of memory error ---大数据之Nifi工作笔记0017
    查看>>
    NIFI集群_队列Queue中数据无法清空_清除队列数据报错_无法删除queue_解决_集群中机器交替重启删除---大数据之Nifi工作笔记0061
    查看>>
    NIH发布包含10600张CT图像数据库 为AI算法测试铺路
    查看>>
    Nim教程【十二】
    查看>>
    Nim游戏
    查看>>
    NIO ByteBuffer实现原理
    查看>>
    Nio ByteBuffer组件读写指针切换原理与常用方法
    查看>>
    NIO Selector实现原理
    查看>>
    nio 中channel和buffer的基本使用
    查看>>
    NIO三大组件基础知识
    查看>>
    NIO与零拷贝和AIO
    查看>>
    NIO同步网络编程
    查看>>
    NIO基于UDP协议的网络编程
    查看>>