Java中fail-fast和fail-safe

1.同步修改

    当一个或多个线程正在遍历一个集合Collection，此时另一个线程修改了这个集合的内容，就是并发修改。

2.什么是fail-fast机制？

    fail-fast机制在遍历一个集合时，当集合机构被修改，会抛出Concurrent Modification Exception

    fail-fast会在以下两种情况抛出ConcurrentModificationException

   (1) 单线程情况

    集合被创建后，在遍历它的过程中修改了结构。注意remove()方法会让expectModCount和modCount相等，因此不会抛出这个异常

（2）多线程环境

    当一个线程在遍历集合，另一个线程对集合的机构进行了修改

3.fail-fast机制是如何检测？

    迭代器在遍历过程中是直接访问内部数据的，因此内部的数据在遍历的过程中无法被修改。为了保证不被修改，迭代器内部维护了一个标记 “mode” ，当集合结构改变（添加删除或者修改），标记"mode"会被修改，而迭代器每次的hasNext()和next()方法都会检查该"mode"是否被改变，当检测到被修改时，抛出Concurrent Modification Exception。下面看ArrayList迭代器的部分源码

private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;
        int lastRet = -1;
        int expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
 
        public boolean hasNext() {
            return (this.cursor != ArrayList.this.size);
        }
 
        public E next() {
            checkForComodification();
            /** 省略此处代码 */
        }
 
        public void remove() {
            if (this.lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            /** 省略此处代码 */
        }
 
        final void checkForComodification() {
            if (ArrayList.this.modCount == this.expectedModCount)
                return;
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
}

可以看到它的标记“mode”为 expectedModeCount

4.fail-safe机制

fail-safe任何对集合结构的修改都会在一个复制的集合上进行修改，因此不会抛出ConcurremtModificationException

fail-safe机制有两个问题

（1）需要复制集合，产生大量的无效对象，开销大

（2）无法保证读取的数据是目前原始数据结构中的数据。

5.fail-fast和fail-safe的例子

(1) fail-fast例子

public class FailFastExample
{
    
    
    public static void main(String[] args)
    {
        Map<String,String> premiumPhone = new HashMap<String,String>();
        premiumPhone.put("Apple", "iPhone");
        premiumPhone.put("HTC", "HTC one");
        premiumPhone.put("Samsung","S5");
        
        Iterator iterator = premiumPhone.keySet().iterator();
        
        while (iterator.hasNext())
        {
            System.out.println(premiumPhone.get(iterator.next()));
            premiumPhone.put("Sony", "Xperia Z");
        }
        
    }
    
}

输出

iPhone

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

      at java.util.HashMap$HashIterator.nextEntry(Unknown Source)

      at java.util.HashMap$KeyIterator.next(Unknown Source)

      at FailFastExample.main(FailFastExample.java:20)

（2）fail-safe例子

public class FailSafeExample
{
    
    
    public static void main(String[] args)
    {
        ConcurrentHashMap<String,String> premiumPhone = 
                               new ConcurrentHashMap<String,String>();
        premiumPhone.put("Apple", "iPhone");
        premiumPhone.put("HTC", "HTC one");
        premiumPhone.put("Samsung","S5");
        
        Iterator iterator = premiumPhone.keySet().iterator();
        
        while (iterator.hasNext())
        {
            System.out.println(premiumPhone.get(iterator.next()));
            premiumPhone.put("Sony", "Xperia Z");
        }
        
    }
    
}

输出

S5

HTC

one iPhone

6.fail-fast和fail-safe区别