JAVA Iterator.remove()使用不当 也会产生C

一直想写，但就是没时间 也是懒吧。终于有点时间写点很久前做项目遇到问题，不是说使用Iterator.remove()不会抛异常嘛，它确实不抛，但会使得在迭代中别的方法抛异常。首先我们来了解下什么是Iterator

Iterator接口是什么

Iterator接口提供遍历任何Collection(Set、List、Queue,不包括Map)的接口。

    public interface Iterator {
     　　boolean hasNext(); // 判断是否有下一个可访问的元素
     　　Object next(); // 获取集合中下一个元素
     　　void remove(); // 删除next()方法中返回的元素。
    }

ArrayList中的Iterator实现

在 ArrayList 内部首先是定义一个内部类 Itr，该内部类实现 Iterator 接口

cursor 下一个元素的索引位置，lastRet上一个元素索引位置。所以lastRet总比cursor上一位。

public class ArrayList<E> ... {   
      ...  
public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // 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;
      }
     ...    
    public E next() {
                checkForComodification();
                int i = cursor;    //记录索引位置
                if (i >= size)    //如果获取元素大于集合元素个数，则抛出异常
                    throw new NoSuchElementException();
                Object[] elementData =  ArrayList.this.elementData;
                if (i >= elementData.length)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                cursor = i + 1;      //cursor + 1
                return (E) elementData[lastRet = i];  //lastRet + 1 且返回cursor处元素
            }    
      ...
    public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                // 使用赋值的方式 避免ConcurrentModificationException异常 
                expectedModCount = modCount;         
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }      
    }
}

Fail-Fast机制

快速失败也就是fail-fast，它是Java集合的一种错误检测机制。

java.util包中的集合类都有 fail-fast 检测，如果fail-fast迭代器检测到在迭代过程中进行了更改操作，那么它会抛出 ConcurrentModificationException。但迭代器中可以使用Iterator.remove() 可以在遍历时移除并不抛异常，但有时候却例外。
当时做产品分类列表时，表结构及假数据如下，前端大佬要求后端给他们返回一个产品分类列表，每个子分类必须嵌套在父分类json对象里面，那我想到是一次性取出分类list，然后先取出一级分类(parent_id=0)，然后根据一级分类递归构建嵌套子分类的分类列表，为了减少方法里面的循环次数，用Iterator.remove(),删除rawCategories里面已经加到父分类上的子分类，但却直接抛出ConcurrentModificationException异常。且看下面部分代码

category表

 public void categoryRecursion(List<ProductCategory> rawCategories, ProductCategory sortCategory) {

        // 遍历剩下节点
        Iterator<ProductCategory> rawCategoryIterator = rawCategories.iterator();
        while (rawCategoryIterator.hasNext()) { // A点
           
            ProductCategory rawProductCategory;
                // 遍历全部
                // 测试--- 抛ConcurrentModificationException异常 
                rawProductCategory  = rawCategoryIterator.next();

            if (Objects.equals(sortCategory.getId(), rawProductCategory.getParentId())) {
                // 判断是否属于该分类
                sortCategory.getChildren().add(rawProductCategory);

                // 测试---
                rawCategoryIterator.remove(); // C点
                
                Iterator<ProductCategory> childSortCategoryIterator = sortCategory.getChildren().iterator();
                while (childSortCategoryIterator.hasNext()) {
                    // 遍历递归子分类
                    ProductCategory childSortCategory = childSortCategoryIterator.next();
                    categoryRecursion(rawCategories, childSortCategory); // B点
                }
            } else {
                continue;
            }
        }

原因就出在rawCategories.iterator()和rawCategoryIterator.next()上。查看了ArrayList的方法，每次调用rawCategories.iterator()都是new一个ArrayList的实现了Iterator内部类Itr, 初始化时会把ArrayList对象的modCount属性值赋给内部类对象expectedModCount属性，那每次递归 调用C点的rawCategoryIterator.remove(), expectedModCount值都会被改变，当B点递归完，回到A点继续遍历时，由于当前的rawCategoryIterator的expectedModCount不变，而modCount在递归而不断改变值，导致在rawCategoryIterator.next()时检查 checkForComodification()发现expectedModCount和modCount不一致，就抛异常了。

解决方法只能是移除掉C点的代码。

Java迭代器Iterable接口

​ jdk1.5之后新增了Iterable接口用于支持foreach循环，Iterable接口只有一个方法，就是iterator()方法，返回集合的Iterator接口，最终也是使用Iterator接口进行遍历。
所有实现Iterable接口的对象都可以实现foreach循环操作；

    for (Integer i : list) {
       System.out.println(i);
   }

所以它也有快速失败检测，这也是得注意的地方。

Iterable接口只是返回了Iterator接口的一个实例，这里很是奇怪，为什么不把两个接口合二为一，直接在Iterable里面定义hasNext(),next()等方法呢？

原因是实现了Iterable的类可以在实现多个Iterator内部类，例如LinkedList中的ListItr和DescendingIterator两个内部类，就分别实现了双向遍历和逆序遍历。通过返回不同的Iterator实现不同的遍历方式，这样更加灵活。如果把两个接口合并，就没法返回不同的Iterator实现类了。