迭代器应该在源修改后什么时候抛出异常？

Question

在下面的代码片段中，为 ArrayList 创建了一个迭代器，之后 ArrayList 的结构发生了变化。然后使用迭代器。

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(2);

list.add(1);

Iterator<Integer> itr = list.iterator();

list.clear();

list.add(2);

list.add(3);

while (itr.hasNext()) {

    System.out.println(itr.next());

}

正如预期的那样， aConcurrentModificationException被抛出itr.next()。

现在，看看这个：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(2);

list.add(1);

int modCount = 1;

Iterator<Integer> itr = list.iterator();

do {

    list.clear();

    list.add(2);

    list.add(3);

    modCount += 3;

} while (modCount != 1);

while (itr.hasNext()) {

    System.out.println(itr.next());

}

几秒后，执行结束，没有任何异常，结果为：

2

3

ArrayList 在结构上发生了变化，它的最终状态与第一个代码片段相同，但仍然没有抛出异常，即使在第一个代码片段中它抛出了异常。

查看 ArrayList 源代码后，这是意料之中的，因为底层 modCount 是 int 类型。对 ArrayList 进行足够的修改会导致 modCount 溢出，在某个时候返回 1。Iterator 认为 ArrayList 没有改变，因此不会抛出异常。

在 Java SE 12 文档中，对于 ArrayList 类，声明如下：

请注意，无法保证迭代器的快速失败行为，因为一般来说，在存在非同步并发修改的情况下不可能做出任何硬性保证。

很明显，迭代器可能会犯“错误”，但这又是针对非同步并发修改的，对吧？但是，上面的第二个片段是同步的。

这里发生了什么？第二个片段中的 Iterator 应该是这样的吗？如果是这样，那么 long 类型的 modCount 会不会好一点（问题仍然不会消失，但是 2^64 + 1 修改在合理的时间内执行是不可行的）。

这也可以在其他Collections 中观察到，它们使用相同的 int modCount 机制。

Answer 1

Javadoc的下一句话：Fail-fast 迭代器ConcurrentModificationException在尽力而为的基础上抛出。因此，编写依赖于此异常的正确性的程序是错误的：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测错误。您只是很幸运（或者更确切地说，您正在构建一个非常精确的情况）您的代码不会抛出 CME。我不会过多解读前一句关于“非同步并发修改”的强调。对此的一种迂腐的解读是，因为一件事可能发生，而这打破了保证，整个保证就被打破了，所以保证可能被打破的其他方式并不重要。

Answer 2

您所做的一切都是创建一个场景，在该场景中，modCount 最终会环绕，直到它处于某种状态以反映没有发生修改，因此没有 CME。也许您希望 modCount 是 long 而不是 int。

Answer 3

稍加思索后，我得出结论：如果 Iterator 抛出 a&nbsp;ConcurrentModificationException，则源在正在进行的迭代中进行了结构修改。如果源在其迭代器处于正在进行的迭代中时在结构上被修改，则该迭代器可能会或可能不会抛出ConcurrentModificationException.考虑到这一点，迭代器尝试抛出 a 的唯一原因ConcurrentModificationException是帮助调试。总比没有好，尤其是在一般情况下。在 modCount 中使用 long 而不是 int 将增加 may 的机会并减少may not在 2 中的机会。但只有使用可以容纳无限位数的类型才能使may有机会 1.0 和may没有0.0 的机会（当然至少在那种架构下）。因此，无论 modCount 使用多少个有限位，它都不会渐近地产生影响。