fail safe java_Java中快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别?
快速失败(fail—fast):
在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出Concurrent Modification Exception。
原理: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()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。
注意:这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值,则异常不会抛出。因此,不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程,这个异常只建议用于检测并发修改的bug。
场景:java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。
安全失败(fail—safe):
采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。
原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。
缺点:基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。
场景:java.util.concurrent包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。
那么平常我们如何去规避这种情况呢?
这里有两种解决方案:
方案一:在遍历过程中所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized或者直接使用Collections.synchronizedList(不推荐)
方案二:使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList。
CopyOnWriteArrayList为什么能解决这个问题呢?CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,添加完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器。CopyOnWriteArrayList中add/remove等写方法是需要加锁的,目的是为了避免Copy出N个副本出来,导致并发写。但是。CopyOnWriteArrayList中的读方法是没有加锁的。
我们只需要记住一句话,那就是CopyOnWriteArrayList是线程安全的,所以我们在多线程的环境下面需要去使用这个就可以了。关于CopyOnWriteArrayList更加深入的用法,会在以后的章节中去解释说明。
fail-fast快速失败案例:
1 public classFailFastDemo {2 private static List list = new ArrayList();3
4 public static voidmain(String[] args) {5 //两个线程对同一个ArrayList进行操作
6 newThreadOne().start();7 newThreadTwo().start();8 }9 //输出list中的值
10 private static voidprintAll(){11 try{12 String value = null;13 Iterator iterator =list.iterator();14 while(iterator.hasNext()){15 value =(String) iterator.next();16 System.out.println("list 中的值:"+value);17 Thread.sleep(1000);18 }19 } catch(InterruptedException e) {20 e.printStackTrace();21 }22 }23 //线程一:向list中依次添加数据,然后printAll整个list
24 private static class ThreadOne extendsThread{25 public voidrun() {26 for (int i = 0; i < 6; i++) {27 list.add(String.valueOf("线程一:Java的架构师技术栈"+i));28 printAll();29 }30 }31 }32 //线程二:对ArrayList进行同样的操作
33 private static class ThreadTwo extendsThread{34 public voidrun() {35 for (int i = 0; i < 6; i++) {36 list.add(String.valueOf("线程二:Java的架构师技术栈"+i));37 printAll();38 }39 }40 }41 }
更改后:使用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList来避免异常发生
1 public classFailFastDemo {2 //private static List list = new ArrayList();3 //使用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList
4 private static List list = new CopyOnWriteArrayList();5 public static voidmain(String[] args) {6 //两个线程对同一个ArrayList进行操作
7 newThreadOne().start();8 newThreadTwo().start();9 }10 //输出list中的值
11 private static voidprintAll(){12 try{13 String value = null;14 Iterator iterator =list.iterator();15 while(iterator.hasNext()){16 value =(String) iterator.next();17 System.out.println("list 中的值:"+value);18 Thread.sleep(1000);19 }20 } catch(InterruptedException e) {21 e.printStackTrace();22 }23 }24 //线程一:向list中依次添加数据,然后printAll整个list
25 private static class ThreadOne extendsThread{26 public voidrun() {27 for (int i = 0; i < 6; i++) {28 list.add(String.valueOf("线程一:Java的架构师技术栈"+i));29 printAll();30 }31 }32 }33 //线程二:对ArrayList进行同样的操作
34 private static class ThreadTwo extendsThread{35 public voidrun() {36 for (int i = 0; i < 6; i++) {37 list.add(String.valueOf("线程二:Java的架构师技术栈"+i));38 printAll();39 }40 }41 }42 }
运行结果无异常:
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