《阿里巴巴JAVA开发手册》中有这样一条:
不要在 foreach 循环里进行元素的 add / remove 操作,remove 元素使用 Iterator 方式。
经测试,当在 foreach 循环中 add / remove 集合元素,可能会抛出 ConcurrentModificationException 异常,下面介绍进行详细说明。
1. foreach循环
foreach 又称为增强型for循环,通过打印以下代码的class字节码,我们来了解下其内部实现。
List<String> list = new ArrayList<> ();
list.add("a");
list.add("b");
for (String item : list) {
System.out.println(item);
使用javap -c 命令查看class文件的字节码:
由上图红框圈起的部分不难发现,foreach 循环内部实际是通过 Iterator 实现的,以上代码等同于:
List<String> list = new ArrayList<> ();
list.add("a");
list.add("b");
for (Iterator<String> i = list.iterator(); i.hasNext(); ) {
String item = i.next();
System.out.println(item);
实际上,foreach 循环仅是 Java 提供的语法糖。编译器隐藏了对 Iterator 的使用,使得 foreach 在语法上较传统 for 循环更加简洁,也不容易出错。下面我们看下 Iterator.
2. Iterator
Iterator 接口包含以下几个主要方法:
boolean hasNext(); // 检查是否有下个元素
E next(); // 获取下个元素
void remove(); // 移除当前指向的元素
在Java集合框架中,各集合内部都实现了 Iterator 接口,用以对集合元素进行遍历、修改。我们看下 ArrayList 内部的 Iterator 实现。
3. ArrayList$Itr
ArrayList 的内部类 Itr 实现了 Iterator 接口,Itr 共有3个成员变量:
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // 下一次遍历的元素的位置
int lastRet = -1; // 前一次返回的元素的位置
int expectedModCount = modCount;
值得注意的是 expectedModCount 这个变量,其初始值为 modCount.
3.1 modCount
modCount 是 ArrayList 继承自 AbstractList 的一个变量。在AbstractList的源码注释中,是这样解释这个变量的:
The number of times this list has been structurally modified. Structural modifications are those that change the size of the list.
翻译成中文大意为:modCount 为 list 的结构变化次数,即 list 的元素数量变化次数。
查看 ArrayList 的源码,会发现在每次调用 add() 和 remove() 方法,都会进行 modCount++ 操作。
3.2 expectedModCount
modCount 意为 list 的结构变化次数,而 expectedModCount 可被视为 Itr 内部记录的集合结构变化次数,那么该变量有何作用呢?
在 Itr 内部有一个 checkForComodification 方法,如下所示:
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
当集合的实际结构变化次数 和 Itr 记录的变化次数不相等时,则抛出文章开头提到的 ConcurrentModificationException 异常。而在 Itr 的 next() 方法 和 remove() 中都调用了 checkForComodification 方法。
4. 结论
由上文,我们可以得出为何不能在 foreach 循环中 add/remove 元素的结论。
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
for (String item : list) {
if (item.equals("2")) {
list.remove(item);
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
for (Iterator<String> iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
String item = iterator.next();
if (item.equals("2")) {
list.remove(item);
在进行了 2 次 add 元素后,ArrayList 内部的 modCount = 2;
在进行 foreach 循环时,隐式调用的 Itr 内部 expectedModCount 同样初始化为 2;
在 foreach 循环中 remove 元素时,由于调用的是 list 的 remove 方法,会使 modCount + 1 = 3.
调用 Iterator.next() 方法获取下个元素前,iterator 检查到 modCount != expectedModCount,抛出 ConcurrentModificationException 异常。
4.1 为什么使用 Iterator 的 remove 方法操作集合元素不会有问题?
同样我们看下 ArrayList 内部 Itr 的 remove 方法的源码:
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet); // 调用集合的remove()方法
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount; // 更新expectedModCount
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();