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Java中快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别?

时间:2020-04-24 14:27:16      阅读:62      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:ring   并发   变化   原理   oid   内容   来替   避免   是的   

快速失败(fail—fast):

  在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出Concurrent Modification Exception。

       原理:迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。

      注意:这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值,则异常不会抛出。因此,不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程,这个异常只建议用于检测并发修改的bug。

  场景:java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。

安全失败(fail—safe):

  采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。

      原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。

      缺点:基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

     场景:java.util.concurrent包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。

那么平常我们如何去规避这种情况呢?

  这里有两种解决方案:

  方案一:在遍历过程中所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized或者直接使用Collections.synchronizedList(不推荐)

  方案二:使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList。

  CopyOnWriteArrayList为什么能解决这个问题呢?CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,添加完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器。CopyOnWriteArrayList中add/remove等写方法是需要加锁的,目的是为了避免Copy出N个副本出来,导致并发写。但是。CopyOnWriteArrayList中的读方法是没有加锁的。

  我们只需要记住一句话,那就是CopyOnWriteArrayList是线程安全的,所以我们在多线程的环境下面需要去使用这个就可以了。关于CopyOnWriteArrayList更加深入的用法,会在以后的章节中去解释说明。

fail-fast快速失败案例:

 1 public class FailFastDemo {
 2     private static List<String> list = new ArrayList<String>();
 3 
 4     public static void main(String[] args) {
 5         //两个线程对同一个ArrayList进行操作
 6         new ThreadOne().start();
 7         new ThreadTwo().start();
 8     }
 9     //输出list中的值
10     private static void printAll(){
11         try {
12             String value = null;
13             Iterator iterator = list.iterator();
14             while (iterator.hasNext()){
15                 value = (String) iterator.next();
16                 System.out.println("list 中的值:"+value);
17                 Thread.sleep(1000);
18             }
19         } catch (InterruptedException e) {
20             e.printStackTrace();
21         }
22     }
23     //线程一:向list中依次添加数据,然后printAll整个list
24     private static class ThreadOne extends Thread{
25         public void run() {
26             for (int i = 0; i < 6; i++) {
27                 list.add(String.valueOf("线程一:Java的架构师技术栈"+i));
28                 printAll();
29             }
30         }
31     }
32     //线程二:对ArrayList进行同样的操作
33     private static class ThreadTwo extends Thread{
34         public void run() {
35             for (int i = 0; i < 6; i++) {
36                 list.add(String.valueOf("线程二:Java的架构师技术栈"+i));
37                 printAll();
38             }
39         }
40     }
41 }

技术图片

 

 更改后:使用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList来避免异常发生

 1 public class FailFastDemo {
 2 //    private static List<String> list = new ArrayList<String>();
 3     //使用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList
 4     private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
 5     public static void main(String[] args) {
 6         //两个线程对同一个ArrayList进行操作
 7         new ThreadOne().start();
 8         new ThreadTwo().start();
 9     }
10     //输出list中的值
11     private static void printAll(){
12         try {
13             String value = null;
14             Iterator iterator = list.iterator();
15             while (iterator.hasNext()){
16                 value = (String) iterator.next();
17                 System.out.println("list 中的值:"+value);
18                 Thread.sleep(1000);
19             }
20         } catch (InterruptedException e) {
21             e.printStackTrace();
22         }
23     }
24     //线程一:向list中依次添加数据,然后printAll整个list
25     private static class ThreadOne extends Thread{
26         public void run() {
27             for (int i = 0; i < 6; i++) {
28                 list.add(String.valueOf("线程一:Java的架构师技术栈"+i));
29                 printAll();
30             }
31         }
32     }
33     //线程二:对ArrayList进行同样的操作
34     private static class ThreadTwo extends Thread{
35         public void run() {
36             for (int i = 0; i < 6; i++) {
37                 list.add(String.valueOf("线程二:Java的架构师技术栈"+i));
38                 printAll();
39             }
40         }
41     }
42 }

运行结果无异常:

技术图片

 

Java中快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别?

标签:ring   并发   变化   原理   oid   内容   来替   避免   是的   

原文地址:https://www.cnblogs.com/wk-missQ1/p/12767124.html

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