标签：class 程序 改变 str ast vga 多线程 equal 简洁
数组的加强型的for-Each循环很简单，我们再来看一下集合中的for-Each 循环又是怎么样的。我们都知道集合中的遍历都是通过迭代（iterator）完成的。也许有人说，也可以按照下面的方式来遍历集合，不一定非要使用迭代：
1 List<String> list = new LinkedList<String>(); 2 list.add("a"); 3 list.add("b"); 4 list.add("c"); 5 for(int i=0;i<list.size();i++){ 6 String item = list.get(i); 7 System.out.println(item); 8 }
然而，这种方式对于基于链表实现的List来说，是比较耗性能的，因为get(int i)方法包含了一个循环，而且这个循环就是迭代遍历一次List，直到遇到第i个元素，才停止循环，返回第i个元素。对于数量小，遍历不频繁的List来说，开销可以忽略。否则，开销将不容忽视。
所以，正确集合遍历是使用迭代器Iterator来遍历的：
1 List<String> list = new LinkedList<String>(); 2 list.add("a"); 3 list.add("b"); 4 list.add("c"); 5 //获取集合的迭代器 6 Iterator<String> itor = list.iterator(); 7 //集合的普通for循环 8 for(;itor.hasNext();){//相当于 while(itor.hasNext()) 9 String item = itor.next(); 10 System.out.println(item); 11 }
再看看对应的for-Each循环的例子：
1 List<String> list = new LinkedList<String>(); 2 list.add("a"); 3 list.add("b"); 4 list.add("c"); 5 for(String item:list){//for-Each 6 System.out.println(item); 7 }
可以看出，for-Each循环比普通for循环要简洁很多。我们依旧回答上面的两个问题：
编译器是如何处理 集合中的for-Each循环的？
1 public static void main(String args[]) 2 { 3 List list = new LinkedList(); 4 list.add("aa"); 5 list.add("bb"); 6 for(String item:list) 7 { 8 if("bb".equals(item)) 9 list.add("cc"); 10 } 11 }
我们看一下上面例子的 反编译代码：
1 public static void main(String args[]) 2 { 3 List list = new LinkedList(); 4 list.add("aa"); 5 list.add("bb"); 6 for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) 7 { 8 String item = (String)iterator.next(); 9 if("bb".equals(item)) 10 list.add("cc"); 11 } 12 }
与数组类似，编译器最终也就是将集合中的for-Each循环处理成集合的普通for循环。 而集合的Collection接口通过扩展Iterable接口来提供iterator()方。那么我们换一个角度，是不是只要实现 Iterable接口，提供iterator()方法，也可以使用 for-Each循环呢？来看个例子：
class MyList<T> implements Iterable<T>{ private ArrayList<T> list = new ArrayList<>(); public void addId(T id){ list.add(id); } public boolean removeId(T id){ return list.remove(id); } @Override public Iterator<T> iterator() {//扩展自Iterable接口 //为了简单起见，就直接使用已有的迭代器 return list.iterator(); } public static void main(String[] args) { MyList<String> myList = new MyList<>(); myList.addId("666999"); myList.addId("973219"); //for-Each for(String item:myList){ System.out.println(item); } } }
上面的例子编译通过，并且运行无误。所以，只要实现了Iterable接口的类，都可以使用for-Each循环来遍历。
集合迭代的陷阱
集合循环遍历时所使用的迭代器Iterator有一个要求：在迭代的过程中，除了使用迭代器（如:Iterator.remove()方法）对集合增删元素外，是不允许直接对集合进行增删操作。否则将会抛出 ConcurrentModificationException异常。所以，由于集合的for-Each循环本质上使用的还是Iterator来迭代，因此也要注意这个陷阱。for-Each循环很隐蔽地使用了Iterator，导致程序员很容易忽略掉这个细节，所以一定要注意。看下面的例子，for-Each循环中修改了集合。
public static void main(String[] args) { List<String> list = new LinkedList<>(); list.add("aa"); list.add("bb"); for (String item : list) {//for-Each if ("bb".equals(item)) { list.add("cc"); //直接操作list } } }
运行抛出异常:
上面仅仅是 单线程 下的情况，如果你有并发编程的基础的话，就会知道：在 多线程 的环境中，线程是交替运行的（时间片轮转调度）。这就意味着，如果有两个线程A、B，线程A对集合使用Iterator迭代遍历，线程B则对集合进行增删操作。线程A、B一旦交替运行，就会出现在迭代的同时对集合增删的效果，也会抛出异常。解决办法就是加锁变成原子操作，多线程在这里不是本文重点，不多说了。
同样也是不能的。集合中的for-Each循环的局限性与数组的for-Each循环是一样的。集合的for-Each循环是不能对集合进行增删操作、也不能获取索引。而集合的普通for循环可以使用的迭代器提供了对集合的增删方法（如：Iterator.remove，ListIterator.add()），获取索引的方法（如：ListIterator.nextIndex()、ListIterator.previousIndex()）；
我们来分析一下Iterator源码，主要看看为什么在集合迭代时，修改集合可能会抛出ConcurrentModificationException异常。以ArrayList中实现的Iterator为例。
先来看一下ArrayList.iterator()方法，如下：
1 public Iterator<E> iterator() { 2 return new Itr(); 3 }
iterator()方法直接创建了一个类Itr的对象。那就接着看 Itr类的定义吧！发现Itr其实是ArrayList的内部类，实现了 Iterator 接口。
/** * An optimized version of AbstractList.Itr */ private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // 当前的索引值，index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { return cursor != size; } @SuppressWarnings("unchecked") public E next() { checkForComodification(); int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); //ArrayList的底层数组 Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; return (E) elementData[lastRet = i]; } public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; //再次更新 expectedModCount expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } @Override @SuppressWarnings("unchecked") public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) { Objects.requireNonNull(consumer); final int size = ArrayList.this.size; int i = cursor; if (i >= size) { return; } final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } while (i != size && modCount == expectedModCount) { consumer.accept((E) elementData[i++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } }
ArrayList.this.elementData是ArrayList的底层数组，上面这些方法都很简单，都是对ArrayList.this.elementData这个底层数组进行操作。
重点看一下checkForComodification（）方法，这个方法就是用来抛出ConcurrentModificationException异常，这个方法也很简单，就是判断modCount与expectedModCount是否相等。modCount存储的AarryList中的元素个数。而expectedModCount则是对象创建时将modCount的值赋给它，也就是说expectedModCount存储的是迭代器创建时元素的个数。那么checkForComodification（）方法其实在比较迭代期间，ArrayList元素的个数 是否发生了改变，如果改变了，就抛出异常。注意一下，expectedModCount除了在声明时赋值外，也在remove()方法中更新了一次。
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