快速失败-安全失败机制

我们接触HashMap、ArrayList这些集合类，这些在java.util包下的集合类都是快速失败的；而java.util.concurrent包下的类都是安全失败的，比如：ConcurrentHashMap。

快速失败(fail-fast)

是java集合(Collection)中的一种错误检测机制。在使用迭代器对集合对象进行遍历的时候，如果线程A正在对集合进行遍历，而线程B对集合进行修改（添加、删除、修改），或者线程A在遍历的时候对集合进行修改，都会使线程抛出ConcurrentModificationExecption异常。在多线程和单线程环境下都有可能出现快速失败。

代码演示：

package com.lany.map;import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;public class failfastTest {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);Iterator<Integer> iterator1=list.iterator();while(iterator1.hasNext()){System.out.println(iterator1.next());if(list.get(2)== 3){list.remove(2);}}}
}

运行这段代码，控制台会抛出ConcurrentModificationExecption异常。

为什么会抛出异常？

因为迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个ModCount变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变ModCount的值。

每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素前，都会检测modCount变量是否为execptedModCount值，是的话就返回遍历，否则抛出异常，终止遍历。

解决方法：

1.在单线程的遍历过程中，如果要进行remove操作，可以调用迭代器的remove方法而不是集合类的remove方法。

2.使用java并发包(java.util.concurrent)中的类来代替 ArrayList 和hashMap。
比如使用 CopyOnWriterArrayList代替 ArrayList， CopyOnWriterArrayList在使用上跟 ArrayList几乎一样， CopyOnWriter是写时复制的容器(COW)，在读写时是线程安全的。该容器在对add和remove等操作时，并不是在原数组上进行修改，而是将原数组拷贝一份，在新数组上进行修改，待完成后，才将指向旧数组的引用指向新数组，所以对于 CopyOnWriterArrayList在迭代过程并不会发生fail-fast现象。但 CopyOnWrite容器只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性。

安全失败(fail-safe)

采用安全失败机制的集合容器，在遍历集合中的内容时，会首先拷贝一份原有的集合，然后再拷贝的集合上进行遍历。

因为迭代器是对拷贝的集合进行遍历的，所以对原有集合的修改操作并不会影响迭代器的检测，因此不会抛出异常。

代码演示：

package com.lany.map;import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;public class failsafeTest {public static void main(String[] args) {ConcurrentHashMap<Integer,Integer> concurrentHashMap=new ConcurrentHashMap();concurrentHashMap.put(1,1);concurrentHashMap.put(2,2);concurrentHashMap.put(3,3);concurrentHashMap.put(4,4);Iterator iterator = concurrentHashMap.entrySet().iterator();while (iterator.hasNext()){concurrentHashMap.remove(2);System.out.println(iterator.next());}}
}

在这种迭代方式中，当iterator被创建后集合再发生改变就不再是抛出ConcurrentModificationException，取而代之的是在改变时new新的数据从而不影响原有的数据 ，iterator完成后再将头指针替换为新的数据 ，这样iterator线程可以使用原来老的数据，而写线程也可以并发的完成改变。即迭代不会发生fail-fast，但不保证获取的是最新的数据。

参考文章：面试官：说说快速失败和安全失败是什么、java中的fail-fast(快速失败)机制