详解fail-fast产生的原因

运行以下程序：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Iterator;

public class Fail {
	public static void main(String[] args) {
		List <Integer>list=new ArrayList<>();
		list.add(9);
		list.add(5);
		list.add(2);
		list.add(7);
		Iterator <Integer>iter=list.iterator();
		while(iter.hasNext()) {
			list.add(5);
			System.out.println(iter.next());
		}
	}
}

我们希望看到的时遍历打印list中的数值，并在遍历的过程中，往list中添加数据。

但实际的运行结果却是：

抛出了一个 java.util.ConcurrentModificationException ，这就是我们所说的fail-fast,即快速失败。

那他产生的原因是什么呢？

首先我们找到：java.util.ArrayList$Itr.next ---- 这个是ArrayList 的内部类Itr中的一个方法，它实现了Iterator<E>接口。我们遍历list集合是就是调用的这个方法。

public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

可以看到，在第二行有一个： checkForComodification(); 异常就是从这里抛出来的，打开这个方法。

final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

可以看到 ，该方法比较了modCount ， expectedModCount 这两个值，当他们不相等时就会抛出 ConcurrentModifcationException .

通过源码找到 expectedModCount ：

他在Itr这个类中定义，当这个类被实例化时，他被初始化成modCount

我们再来找到modCount:

他被定义在AbstractList中，且被初始化为0。前面的英文是对他作用的说明，通过第一段我们就可以知道他的作用：

The number of times this list has been structurally modified.Structural modifications are those that change the size of the list, or otherwise perturb it in such a fashion that iterations in progress may yield incorrect results.

这段话的意思是：这个数记录了这个列表在结构上被修改的次数。结构修改是指改变列表的大小，或者以某种方式干扰列表，使正在进行的迭代可能产生不正确的结果。

在ArrayList中具体哪些操作会改变modCount的值？通过源码可以看到：add()系列，remove()系列，clear()，replace()等，都会使得modCout++ 。（源码就不截出来，大家可以通过JDK源码自己去看）

需要注意的是： list中的set(index,element)等操作并不会改变modCout的值，因此我们一定要深刻理解什么是结构修改。

那么通过以上的探究这个异常产生的原因就非常的清楚了：我们在遍历一个Collection集合时，会调用该类的 .Iterator();则他会建一个Itr的对象，此时Itr类中：expectedModCount就会被初始化为当前的modCount。如果此时我们对Collection集合类进行结构修改时，modCount的值就会改变，而在调用next()时，会先比较这两个值是否相等，此时他们不相等，就抛出了ConcurrentModificationException.

在Itr中，还有remove()，forEachRemaining(Consumer<? super E> action)，也会进行checkForComodification()，因此在使用Iterator的时候，都不可以对该集合类进行结构化修改。

java中的语法糖foreach实际是对Iterator进行包装，因此遍历的过程中对集合进行结构化的修改也会抛出这个异常。