在閱讀《阿裡巴巴Java開發手冊》時，發現有一條關於在 foreach 迴圈里進行元素的 remove/add 操作的規約，具體內容如下： 錯誤演示 我們首先在 IDEA 中編寫一個在 foreach 迴圈里進行 remove 操作的代碼： 此時執行代碼，編譯正確，執行成功！輸出 [wupx, hu ...
在閱讀《阿裡巴巴Java開發手冊》時，發現有一條關於在 foreach 迴圈里進行元素的 remove/add 操作的規約，具體內容如下：
錯誤演示
我們首先在 IDEA 中編寫一個在 foreach 迴圈里進行 remove 操作的代碼：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ForEachTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("wupx");
list.add("love");
list.add("huxy");
for (String temp : list) {
if ("love".equals(temp)) {
list.remove(temp);
}
}
System.out.println(list);
}
}此時執行代碼，編譯正確，執行成功！輸出 [wupx, huxy]。
接著我們把 “love” 換成 “wupx” 或是 “huxy” 再來運行下，執行結果如下：
納尼，居然報錯了，為什麼第一次運行沒有報錯呢？讓我們一起來進行探討吧！
追根溯源
為了研究為什麼會出現這樣的情況，我們可以根據異常堆棧信息，去追蹤錯誤，其中涉及到的部分源碼如下：
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // 下一個要返回的元素的索引
int lastRet = -1; // 返回的最後一個元素的索引（如果沒有返回-1）
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
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++]);
}
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}從代碼中可以看出，其實在集合遍歷時維護一個初始值為 0 的游標 cursor，從頭到尾地進行掃描，在 cursor==size 時，退出遍歷。如下圖所示，執行 remove 這個元素後，所有元素往前拷貝， size=size-1 即為2 ，這時 cursor 也等於 2。在執行
hasNext() 時， 結果為 false ，退出迴圈體，並沒有機會執行到 next() 的第一行代碼
checkForComodification() ，此方法用來判斷 expectedModCount 和 modCount 是否相等，
如果不相等，則拋出 ConcurrentModificationException 異常。
之所以會報 ConcurrentModificationException 異常，是因為觸發了 Java 的 fail-fast 機制，該機制是集合中比較常見的錯誤檢測機制，通常出現在遍歷集合元素的過程中。舉個生活中的慄子：
比如上體育課時，在上課前都會依次報數，如果在報數期間，有人突然加進來，還要重新報數，再次報數，又有同學溜出去了，又要重新報數，這就是 fail-fast 機制，它是對集合（班級同學）遍歷操作的錯誤檢測機制，在遍歷中途出現意料之外的修改時，通過 unchecked 異常反饋出來。這種機制經常出現在多線程環境下，當前線程會維護一個計數比較器（expectedModCount），記錄已經修改的次數。在進入遍歷前，會把實時修改次數
modCount 賦值給 expectedModCount，如果這兩個數據不相等，則拋出異常。java.util 下的所有集合類都是 fail-fast。
不二法門
既然在 foreach 迴圈里進行元素的 remove/add 操作會有問題，那麼我們可以使用手冊中推薦的 Iterator 機制進行遍歷時的刪除或新增，代碼如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ForEachTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("wupx");
list.add("love");
list.add("huxy");
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
if (iterator.next().equals("wupx")) {
iterator.remove();
}
}
System.out.println(list);
}
}如果是多線程併發，還需要在 Iterator 遍歷時加鎖，或者使用併發容器 CopyOnWriteArrayList 代替 ArrayList，該容器內部會對 Iterator 進行加鎖操作。
總結
本文針對《阿裡巴巴Java開發手冊》中的強制要求不要在 foreach 迴圈里進行元素的 remove/add 操作出發，從源碼層面來解釋為什麼，還用生活中的慄子來介紹 Java 中的 fail-fast 機制，因此在進行元素的 remove/add 操作時要用 Iterator 去遍歷刪除或新增。
參考
《Java開發手冊》華山版
《碼出高效：Java開發手冊》
