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List 中 subList的踩坑记

List 中 subList的踩坑记

作者: 笨笨翔 | 来源:发表于2019-08-28 14:15 被阅读0次

    1. 遇到的问题

    Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
        at java.util.ArrayList$SubList.checkForComodification(ArrayList.java:1216)
        at java.util.ArrayList$SubList.listIterator(ArrayList.java:1076)
        at java.util.AbstractList.listIterator(AbstractList.java:299)
        at java.util.ArrayList$SubList.iterator(ArrayList.java:1072)
        at java.util.AbstractCollection.contains(AbstractCollection.java:99)
        at java.util.AbstractCollection.removeAll(AbstractCollection.java:375)
        at com.bleege.basis.task.NotifyTask.main(NotifyTask.java:709)
    

    看异常字面意思是同时操作异常,那么怎么会同时操作呢?

    2. 示例代码

        public static void main(String[] args) {
            list8 = Lists.newArrayList(1000L, 1001L, 1003L, 1004L);
            List<List<Long>> lists = CollectionUtil.splitList(list8, 2);
            list8 = lists.get(0);
            list8.removeAll(lists.get(1));
        }
    
        /**
         * 按指定大小,分隔集合,将集合按规定个数分为n个部分
         * @param <T>
         *
         * @param list
         * @param len
         * @return
         */
        public static <T> List<List<T>> splitList(List<T> list, int len) {
            if (list == null || list.isEmpty() || len < 1) {
                return Collections.emptyList();
            }
            List<List<T>> result = new ArrayList<>();
            int size = list.size();
            int count = (size + len - 1) / len;
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                List<T> subList = list.subList(i * len, ((i + 1) * len > size ? size : len * (i + 1)));
                result.add(subList);
            }
            return result;
        }
    

    3. 查找原因

    这里设计到ArrayList中对subList的实现。查看ArrayList源码

        public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
            subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);//对subList做检查
            return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
            //这里new了一个SubList,那么什么是SubList呢。
        }
    

    由上图可以看出SubList是ArrayList中的一个内部类,咱们在看一下SubList的构造方法

            /**
             *  通过构造方法可以看出,SubList只是通过记录下标来达到目的的。
             *  SubList中存放的对象,实际上还是在父对象中存放的。
             */
            SubList(AbstractList<E> parent,
                    int offset, int fromIndex, int toIndex) {
                this.parent = parent;//由上段代码可以看出,这个parent指向父类
                this.parentOffset = fromIndex;
                this.offset = offset + fromIndex;
                this.size = toIndex - fromIndex;
                this.modCount = ArrayList.this.modCount;
            }
    
          /**
            *  看一下get方法就更明确了
            */
            public E get(int index) {
                rangeCheck(index);
                checkForComodification();
                return ArrayList.this.elementData(offset + index);//这里通过下标,转换为父对象的下标,从而拿到父对象的内容。
            }
    

    那么如何抛出文章开头的异常呢?
    这里不得不提到一个属性modCount

        /**
         * The number of times this list has been <i>structurally modified</i>.
         * Structural modifications are those that change the size of the
         * list, or otherwise perturb it in such a fashion that iterations in
         * progress may yield incorrect results.
         *
         * <p>This field is used by the iterator and list iterator implementation
         * returned by the {@code iterator} and {@code listIterator} methods.
         * If the value of this field changes unexpectedly, the iterator (or list
         * iterator) will throw a {@code ConcurrentModificationException} in
         * response to the {@code next}, {@code remove}, {@code previous},
         * {@code set} or {@code add} operations.  This provides
         * <i>fail-fast</i> behavior, rather than non-deterministic behavior in
         * the face of concurrent modification during iteration.
         *
         * <p><b>Use of this field by subclasses is optional.</b> If a subclass
         * wishes to provide fail-fast iterators (and list iterators), then it
         * merely has to increment this field in its {@code add(int, E)} and
         * {@code remove(int)} methods (and any other methods that it overrides
         * that result in structural modifications to the list).  A single call to
         * {@code add(int, E)} or {@code remove(int)} must add no more than
         * one to this field, or the iterators (and list iterators) will throw
         * bogus {@code ConcurrentModificationExceptions}.  If an implementation
         * does not wish to provide fail-fast iterators, this field may be
         * ignored.
         */
        protected transient int modCount = 0;
        /** 看注释可以知道,modCount可以简单理解为修改计数 **/
    

    根据实例代码,现在一共有三个对象,一个父对象,两个内部类对象(SubList)。
    两个内部类对象各自维护了一个modCount,在实例化内部类对象时,将父对象的modCount的值,赋给了内部类对象。
    两个内部类对象在进行removeAll的时候,在第二次遍历并且remove的时候会触发开篇的异常。
    由于ArrayList的内部类SubList没有实现自己的removeAll,调用的是父类(AbstractList)的父类(AbstractCollection)的removeAll方法
    源码如下:

        public boolean removeAll(Collection<?> c) {
            Objects.requireNonNull(c);
            boolean modified = false;
            Iterator<?> it = iterator();
            while (it.hasNext()) {
                if (c.contains(it.next())) {
                    it.remove();
                    modified = true;
                }
            }
            return modified;
        }
    

    这里在c.contains(it.next())的时候为重点。
    由于这里是ArrayList的内部类SubList的对象,SubList没有实现contains 的源码,所以这里的contains还需要在父类(AbstractCollection)中看

        public boolean contains(Object o) {
            Iterator<E> it = iterator();
            if (o==null) {
                while (it.hasNext())
                    if (it.next()==null)
                        return true;
            } else {
                while (it.hasNext())
                    if (o.equals(it.next()))
                        return true;
            }
            return false;
        }
    

    接下来需要看迭代器的源码,这里SubList有自己的实现只不过也是调用自身的方法。属于一个空壳方法。

    private class SubList extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
            public Iterator<E> iterator() {
                return listIterator();
            }
    
            public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
                checkForComodification();
                rangeCheckForAdd(index);
                final int offset = this.offset;
                ...//这里还有返回迭代器实例代码,这里隐藏
            }
    }
    

    尤其注意checkForComodification();这一句

            private void checkForComodification() {
                if (ArrayList.this.modCount != this.modCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
    

    这一句判断父对象和内部类对象的参数计数是否一直,如果不一致则抛出异常。
    那么他们为什么会不一致呢?
    根据上面removeAll的源码,可以知道removeAll是通过迭代器来进行删除的,而这个迭代器是SubList这个内部类自己实现的。咱们查看其自己实现的 迭代器方法。

    public void remove() {
                        if (lastRet < 0)
                            throw new IllegalStateException();
                        checkForComodification();
    
                        try {
                            SubList.this.remove(lastRet);
                            cursor = lastRet;
                            lastRet = -1;
                            expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
                        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                            throw new ConcurrentModificationException();
                        }
                    }
    

    SubList.this.remove(lastRet);这一句中,可以看出调用内部类自己的remove()方法
    继续跟踪SubListremove()方法

            public E remove(int index) {
                rangeCheck(index);
                checkForComodification();
                E result = parent.remove(parentOffset + index);
                this.modCount = parent.modCount;
                this.size--;
                return result;
            }
    

    this.modCount = parent.modCount;
    根据SubListremove的源码可以看出其调用父对象的remove方法,并且将父对象的modCount的值重新赋值给内部类对象。
    由于list8.removeAll(lists.get(1))的时候,list8lists.get(1)是两个内部类对象,他们是一个父对象,当list8执行第一次remove之后,lists.get(1)modCount和其父对象的modCount不一致,将导致抛出ConcurrentModificationException异常。
    好了终于大工告成了。

    subList必然快捷,通过内部类对象和父对象之间的下标关联返回新的引用,其没有进行任何复制操作,
    但是如果要用subList出来的内部类对象进行增删操作,最好更为严谨一些。

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