引言：不知道 fail-fast 機制，使用集合會出現各種各樣的問題，其實大家在刷力扣的時候就可能會出現這樣的場景，需要一邊遍歷集合，一邊去添加或者修改集合中的元素，點選執行程式碼，可能報 ConcurrentModificationException 異常，這就是因為錯誤使用了集合，由於 fail-fast 錯誤檢測機制，會丟擲異常，這個問題也是面試中經常會問到的問題，本文將會從以下幾個方面去講，什麽是 fail-fast 機制？什麽時候會出現這種情況？為什麽會出現這種情況？（源分碼析）怎麽解決集合的錯誤使用問題？
題目
面試官：fail-fast 機制了解嗎？你這樣使用集合不會有問題嗎？。。
推薦解析
什麽是 fail-fast 機制？
百度百科中只說明 fail-fast 機制是 Java 語言所特有的，其實是錯誤的，有小夥伴感興趣可以修改下概念。fail-fast 是通用的系統設計思想，在 Python 2 中就有 fail-fast 機制，但可以呼叫 System 方法關閉安全校驗，Python 3 直接不可關閉，推薦用異常進行捕獲，C# 中也支持 fail-fast 機制，會丟擲 InvalidOperationException 異常。
什麽時候會出現 fail-fast 機制？
建議去測試的時候，單獨測 1 個數據、2 個數據、3個數據，其實會有特例，數據量不同的時候，有些情況可能不會產生 fail-fast 機制，建議可以自己去檢測一下。
程式碼舉例如下
List<String> lists = new ArrayList<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
for (String list : lists) {
if (list.equals("Xiao Bai Tiao2")) {
lists.remove(list);
}
}
System.out.println(lists);
由於使用了增加 for 迴圈，但又不使用叠代器的 remove 去配合 hasNext()，此時的 remove 方法呼叫源碼如下。
源碼註釋轉譯
從此列表中刪除第一個出現的指定元素(如果該元素存在)。如果列表中不包含該元素，則該元素不變。更正式地說，刪除具有最低索引i的元素，使(o==null ?Get (i)==null: o.equals(Get (i)))(如果存在這樣的元素)。如果此列表包含指定的元素(或者等價地，如果此列表因呼叫而更改)，則返回true。如果列表中包含指定的元素，則返回:true。
關鍵方法是什麽？
fastRemove 非常明顯，集合方法 只會修改 modCount 數量。
privatevoidfastRemove(int index){
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
點選 ConcurrentModificationException 的發生行，其實是 Iterator 叠代器的 next(),隨便找個實作 Iterator 介面的實作類即可，ArrayList,Vector，都可以，源碼搜這個方法。
finalvoidcheckForComodification(){
if (modCount != expectedModCount)
thrownew ConcurrentModificationException();
}
如果修改的數量不等於預期修改的數量（呼叫 Iterator 的 remove 才會修改 expectedModCount）。
簡單來說，普通 remove 直接呼叫了 arraylist 底層的 fastRemove 只修改了 modCount，導致叠代器的 expecteModCount 和 modCount 不一致，因此叠代器的 fail-fast 機制被觸發，會丟擲異常，不理解的小夥伴直接搜我圖中的源碼，可以打斷點進行 debug。實踐出真知.jpg。
怎麽解決 fail-fast 機制？
1）使用普通的 for 迴圈不會觸發叠代器的 fail-fast 機制，but,list 元素會減少，下表會改變，很明顯會出現漏刪的情況。
List<String> lists = new ArrayList<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
for(int i = 0;i<lists.length;i++){
if (lists.get(i).equals("Xiao Bai Tiao1")) {
lists.remove(list);
}
}
System.out.println(lists);
2）使用叠代器的 Remove 方法
List<String> lists = new ArrayList<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
Iterator iterator = lists.iterator();
while(iterator.hasNext()){
if (iterator.next().equals("Xiao Bai Tiao1")) {
iterator.remove();
}
}
System.out.println(lists);
3）使用 fail-safe 集合安全的類
ConcurrentLinkedDeque<String> lists = new ConcurrentLinkedDeque<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
for (String list : lists) {
if (list.equals("Xiao Bai Tiao1")) {
lists.remove();
}
}
System.out.println(lists);
4）Java 8 的 Stream 流
List<String> lists = new ArrayList<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
lists = lists.stream().filter(list -> !list.equals("Xiao Bai Tiao1")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(lists);
5）使用增強 for 迴圈，但是刪除後立刻 break 結束。
List<String> lists = new ArrayList<>() {{
add("Xiao Bai Tiao1");
add("Xiao Bai Tiao2");
add("Xiao Bai Tiao3");
}};
for (String list : lists) {
if (list.equals("Xiao Bai Tiao2")) {
lists.remove(list);
break;
}
}
System.out.println(lists);
總結
fail-fast 就是多種語言在集合叠代遍歷的同時去修改集合元素，因此會觸發 fail-fast 機制，會丟擲某些異常，但是依然可以有方法去進行解決，使用集合時要特別註意，閱讀源碼後即可了解底層呼叫原理，15 分鐘基本就能完全理解了，現在囫圇吞棗，面試依然...建議大家還是沈下心來學習
其他補充
魚聰明 AI 的回答：
魚聰明 AI 地址：https://www.yucongming.com/
"Fail-fast"機制是一種軟體設計原則，其主要思想是在軟體出現問題時，盡早檢測並立即停止程式的執行，以防止錯誤進一步擴大，從而提高系統的穩定性和可靠性。
出現fail-fast機制的情況通常包括以下幾種：
並行修改：在多執行緒或並行環境下，如果多個執行緒同時對共享數據進行修改而沒有合適的同步措施，就可能出現並行修改的情況。為了防止數據不一致或其他潛在的問題，系統可能會選擇使用fail-fast機制來及時檢測並報告這些並行修改。
數據校驗失敗：當輸入的數據不符合預期的格式或約束條件時，系統可能會選擇使用fail-fast機制來立即報告數據校驗失敗的情況，而不是繼續執行可能會導致更嚴重錯誤的操作。
不合法狀態：當系統處於不合法或無法處理的狀態時，為了防止進一步的錯誤發生，系統可能會選擇使用fail-fast機制來立即停止執行，避免更嚴重的後果。
解決fail-fast機制的方法通常包括以下幾點：
例外處理：在出現錯誤時，使用異常機制來及時捕獲和處理異常，以防止程式終止執行。透過合理的例外處理策略，可以使程式在出現問題時能夠進行適當的處理而不至於崩潰。
錯誤檢測與修復：在編寫程式碼時，盡量避免可能導致fail-fast機制觸發的情況，例如避免在叠代集合時進行並行修改，或者在操作之前進行合適的數據校驗等。
合理的設計和測試：在軟體設計階段，考慮到可能出現的異常情況，並采取相應的措施來處理這些異常情況。同時，在開發過程中進行充分的測試，以確保程式在各種情況下都能夠正確地執行並且不會觸發fail-fast機制。
CSDN 某同學的回答
總結：之所以會丟擲ConcurrentModificationException異常，是因為foreach底層是使用iterator來遍歷，但是迴圈中元素的添加或者刪除卻是呼叫集合本身的方法，導致iterator在遍歷過程中，發現有元素在自己不知不覺的情況下添加/刪除了，就會丟擲異常，告知使用者可能會並行修改問題！
歡迎交流
在閱讀完本文後，你應該了解了 fail-fast 機制的概念、出現場景、怎麽解決 fail-fast 機制？在文末還有三個問題來檢驗你學習的情況，歡迎小夥伴在評論區積極留言！
1）fail-fast機制如何幫助提高軟體系統的穩定性和可靠性？
2）在Java、Python和C#等程式語言中，有哪些常見的情況會觸發fail-fast機制？
3）在使用fail-fast機制時，如何在程式碼中正確處理異常，以避免程式意外終止？
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