什么是 Java 中的故障安全和快速故障迭代器

Question

Java 中有两种类型的迭代器：fail-safe 和 fail-fast。

这是什么意思，它们之间有什么区别？

Answer 1

它们之间有什么区别...

“故障安全”（在工程中）意味着某些故障不会造成损坏或造成最小损坏。 严格来说，Java 中没有故障安全迭代器这样的东西。 如果迭代器失败（在正常意义上的“失败”），您可以预期会发生损坏。

我怀疑您实际上是指“弱一致性”迭代器。 javadoc 说：

“大多数并发集合实现（包括大多数队列）也不同于通常的 java.util 约定，因为它们的迭代器和拆分器提供弱一致性而不是快速失败遍历。”

通常，弱一致性意味着如果集合在迭代的同时被修改，则迭代所看到的内容的保证较弱。 （详细信息将在每个并发集合类 javadocs 中指定。）

“Fail-fast”（在系统设计中）意味着积极检查故障情况，以便在造成过多损坏之前检测到故障情况（如果可能¹ ）。 在 Java 中，快速失败的迭代器通过抛出ConcurrentModificationException失败。

“快速失败”和“弱一致性”的替代方案是语义，其中迭代失败不可预测； 例如，有时会给出错误的答案或抛出意外的异常。 （这是 Java 早期版本中Enumeration API 的一些标准实现的行为。）

...它们与我们用于收集的迭代器不同吗？

不。这些是由标准集合类型实现的迭代器的属性； 即它们要么是“快速失败”，要么是“弱一致性”......当正确使用同步和 Java 内存模型^{1 时}。

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快速失败迭代器通常使用集合对象上的volatile计数器来实现。

• 当集合更新时，计数器增加。
• 创建Iterator ，计数器的当前值嵌入在Iterator对象中。
• 当执行Iterator操作时，该方法比较两个计数器值，如果它们不同，则抛出 CME。

相比之下，弱一致性迭代器通常是轻量级的，并且利用了每个并发集合的内部数据结构的特性。 没有通用的模式。 如果您有兴趣，请阅读不同集合类的源代码。

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^{1 - 骑手是快速失败行为假设应用程序 id 在同步和内存模型方面是正确的。 这意味着（例如）如果在没有适当同步的情况下迭代ArrayList ，结果可能是损坏的列表结果。 “快速失败”机制可能会检测到并发修改（尽管不能保证），但它不会检测到潜在的损坏。 例如， Vector.iterator() javadoc是Vector.iterator()说的：}

^{“无法保证迭代器的快速失败行为，因为一般来说，在存在未同步的并发修改的情况下不可能做出任何硬保证。快速失败的迭代器在尽力而为的基础上抛出ConcurrentModificationException 。因此，它会编写一个依赖这个异常来保证其正确性的程序是错误的：迭代器的快速失败行为应该只用于检测错误。”}

Answer 2

它们是相当快速且弱一致的类型：

如果在迭代时集合的方法（添加/删除）修改了集合，则java.util包中的迭代器会抛出ConcurrentModificationException

java.util.concurrent包中的迭代器通常迭代快照并允许并发修改，但在创建迭代器后可能不会反映集合更新。

Answer 3

唯一的区别是故障安全迭代器不会抛出任何异常，这与故障快速迭代器相反。

如果在一个线程迭代它时在结构上修改了 Collection。 这是因为它们处理的是 Collection 的克隆而不是原始集合，这就是它们被称为故障安全迭代器的原因。

CopyOnWriteArrayList 的迭代器是故障安全迭代器的一个例子，由 ConcurrentHashMap keySet 编写的迭代器也是故障安全迭代器，在 Java 中从不抛出 ConcurrentModificationException。

Answer 4

此场景与“并发处理”相关，意味着有多个用户访问同一资源。 在这种情况下，其中一个用户尝试修改导致“ConcurrentProcessingException”的资源，因为在这种情况下其他用户获得了不正确的数据。 这两种类型都与这种情况有关。

简单来说，

快速失败：

• 如果发生结构修改（添加、更新、删除），迭代器会立即抛出 ConcurrentModificationException。
• 示例：ArrayList、HashMap、TreeSet

故障安全：

• 这里迭代器不会抛出任何异常，因为它们操作的是集合的克隆，而不是原始集合。 因此，它们是故障安全迭代器。
• 示例：CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap