如何在代码中优雅的处理 ConcurrentModificationException

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ConcurrentModificationException 是什么

• ConcurrentModificationException 是 Java 中运行时异常的一种，当在遍历集合时修改了集合（如添加、删除、或修改元素）没有正确处理时，就会抛出该异常。

常见场景

遍历中修改元素

• 使用 Iterator、for 等进行遍历时，直接通过集合的 add() 或 remove() 修改元素

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");

for (String item : list) {
    if ("A".equals(item)) {
        list.remove(item); // 抛出 ConcurrentModificationException
    }
}

多线程环境中并发修改

• 线程环境下，线程 A 遍历集合时，线程 B 对集合进行了修改

为什么会发生 ConcurrentModificationException

结构性修改

• 了解为什么会发生前，我们需要先知道什么是结构性修改，在 Java 中，对集合类（如 ArrayList、HashSet 等）改变集合的元素数量，如添加或删除元素称为结构性修改。

modCount 机制

• Java 中的集合类有一个用于检测结构性修改的机制 - modCount 机制，每次结构性修改都会改变集合内部的 modCount 值。当使用迭代器遍历集合时，Iterator 会记录 modCount 的初始值。如果在遍历过程中集合的 modCount 被其他操作改变，迭代器会检测到不一致，抛出 ConcurrentModificationException。

处理方案

方案 1：使用 Iterator 的 remove() 方法

• Iterator 提供了安全的删除方法，可以在遍历过程中修改集合而不会引发异常。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
list.add("C");

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    if ("A".equals(item)) {
        iterator.remove(); // 使用 Iterator 的 remove 方法，安全删除
    }
}
System.out.println(list); // 输出: [B, C]

方案 2：使用 removeIf 方法（推荐）

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
list.add("C");
list.add("D");

// 移除元素条件：删除元素值为 "A" 或 "C"
list.removeIf(item -> "A".equals(item) || "C".equals(item));

// 输出结果
System.out.println(list); // 输出: [B, D]

方案 3：使用 Stream 和 filter()（推荐）

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");

list = list.stream()
           .filter(item -> !"A".equals(item)) // 过滤掉不需要的元素
           .toList(); // Java 16+ 可以直接使用 .toList()
System.out.println(list); // 输出: [B]

方案 4：通过 Collections.synchronizedList 同步处理（推荐）

• 如果集合需要在多线程中修改，可以通过 Collections.synchronizedList 包装集合，确保线程安全（或其它线程安全实现）。

import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
list.add("A");
list.add("B");

synchronized (list) {
    for (String item : list) {
        if ("A".equals(item)) {
            list.remove(item); // 安全
        }
    }
}
System.out.println(list); // 输出: [B]

总结

• 当我们在实际开发过程中，我们应该尽量避免在避免在遍历过程中做结构性修改操作，从而避免 ConcurrentModificationException 异常。
• 如果业务场景确实需要修改集合元素，我们可以根据具体场景选择合适的方式，对于需要删除列表元素场景我们应该使用安全的删除方法，推荐方案二或方案三，对于多线程修改同一集合场景，使用方案四类似的线程安全操作来实现。

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