ArrayList modCount作用

• 在 Java 的 ArrayList 中，modCount 是一个非常重要的成员变量，它的主要作用是用于实现快速失败（fail-fast）机制，下面详细介绍其具体作用和工作原理。

  1. modCount 的定义和含义

  
  
  modCount 是 ArrayList 类中定义的一个 protected 修饰的 int 类型变量，它记录了 ArrayList 结构被修改的次数。所谓结构修改是指那些改变了 ArrayList 中元素数量或者导致内部数组结构发生变化的操作，例如添加元素（add 方法）、删除元素（remove 方法）等，而单纯修改某个元素的值并不属于结构修改。
  
  
  以下是 ArrayList 中 modCount 的定义：
  
  
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  java

   

  protected transient int modCount = 0;
  

  2. 实现快速失败机制

  
  
  快速失败机制是一种在集合遍历过程中检测并发修改的机制。当一个线程正在遍历 ArrayList 时，如果另一个线程对 ArrayList 的结构进行了修改，那么遍历操作会立即抛出 ConcurrentModificationException 异常，从而避免在不一致的状态下继续遍历，保证程序的正确性和安全性。
  
  
  modCount 在快速失败机制中的工作原理如下：
  
  
  • 遍历开始时记录 modCount 值：当使用迭代器（Iterator）或列表迭代器（ListIterator）遍历 ArrayList 时，迭代器会在创建时记录当前 ArrayList 的 modCount 值。
  • 遍历过程中检查 modCount 值：在每次调用迭代器的 next() 或 remove() 等方法时，迭代器会检查当前 ArrayList 的 modCount 值是否与创建时记录的值相同。如果不同，说明在遍历过程中 ArrayList 的结构被修改了，迭代器会立即抛出 ConcurrentModificationException 异常。
  
  
  以下是 ArrayList 迭代器部分源码示例，展示了 modCount 的检查过程：
  
  
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  java

   

  private class Itr implements Iterator<E> {
      int expectedModCount = modCount;
  
      @SuppressWarnings("unchecked")
      public E next() {
          checkForComodification();
          // 其他代码
      }
  
      final void checkForComodification() {
          if (modCount != expectedModCount)
              throw new ConcurrentModificationException();
      }
  }
  

  3. 示例代码

  
  
  以下是一个简单的示例代码，演示了在多线程环境下 modCount 如何触发快速失败机制：
  
  
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  java

   

  import java.util.ArrayList;
  import java.util.Iterator;
  
  public class ArrayListModCountExample {
      public static void main(String[] args) {
          ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              list.add(i);
          }
  
          // 创建迭代器
          Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
  
          // 启动一个线程修改 ArrayList 的结构
          Thread modifier = new Thread(() -> {
              list.add(10);
          });
          modifier.start();
  
          try {
              // 主线程进行遍历操作
              while (iterator.hasNext()) {
                  System.out.println(iterator.next());
              }
          } catch (ConcurrentModificationException e) {
              System.out.println("捕获到 ConcurrentModificationException 异常：" + e.getMessage());
          }
      }
  }
  

   

   

   
  
  
  在上述代码中，主线程创建了一个 ArrayList 并获取了它的迭代器，然后启动一个新线程向 ArrayList 中添加元素。当主线程继续使用迭代器进行遍历时，由于 ArrayList 的结构被修改，modCount 值发生了变化，迭代器会检测到这种不一致并抛出 ConcurrentModificationException 异常。
  
  
  综上所述，modCount 在 ArrayList 中主要用于实现快速失败机制，帮助开发者及时发现并处理并发修改的问题，提高程序的健壮性和可靠性。