什么是 Java 中的故障安全和快速故障迭代器

Question

Java 中有兩種類型的迭代器：fail-safe 和 fail-fast。

這是什么意思，它們之間有什么區別？

Answer 1

它們之間有什么區別...

“故障安全”（在工程中）意味着某些故障不會造成損壞或造成最小損壞。 嚴格來說，Java 中沒有故障安全迭代器這樣的東西。 如果迭代器失敗（在正常意義上的“失敗”），您可以預期會發生損壞。

我懷疑您實際上是指“弱一致性”迭代器。 javadoc 說：

“大多數並發集合實現（包括大多數隊列）也不同於通常的 java.util 約定，因為它們的迭代器和拆分器提供弱一致性而不是快速失敗遍歷。”

通常，弱一致性意味着如果集合在迭代的同時被修改，則迭代所看到的內容的保證較弱。 （詳細信息將在每個並發集合類 javadocs 中指定。）

“Fail-fast”（在系統設計中）意味着積極檢查故障情況，以便在造成過多損壞之前檢測到故障情況（如果可能¹ ）。 在 Java 中，快速失敗的迭代器通過拋出ConcurrentModificationException失敗。

“快速失敗”和“弱一致性”的替代方案是語義，其中迭代失敗不可預測； 例如，有時會給出錯誤的答案或拋出意外的異常。 （這是 Java 早期版本中Enumeration API 的一些標准實現的行為。）

...它們與我們用於收集的迭代器不同嗎？

不。這些是由標准集合類型實現的迭代器的屬性； 即它們要么是“快速失敗”，要么是“弱一致性”......當正確使用同步和 Java 內存模型^{1 時}。

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快速失敗迭代器通常使用集合對象上的volatile計數器來實現。

• 當集合更新時，計數器增加。
• 創建Iterator ，計數器的當前值嵌入在Iterator對象中。
• 當執行Iterator操作時，該方法比較兩個計數器值，如果它們不同，則拋出 CME。

相比之下，弱一致性迭代器通常是輕量級的，並且利用了每個並發集合的內部數據結構的特性。 沒有通用的模式。 如果您有興趣，請閱讀不同集合類的源代碼。

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^{1 - 騎手是快速失敗行為假設應用程序 id 在同步和內存模型方面是正確的。 這意味着（例如）如果在沒有適當同步的情況下迭代ArrayList ，結果可能是損壞的列表結果。 “快速失敗”機制可能會檢測到並發修改（盡管不能保證），但它不會檢測到潛在的損壞。 例如， Vector.iterator() javadoc是Vector.iterator()說的：}

^{“無法保證迭代器的快速失敗行為，因為一般來說，在存在未同步的並發修改的情況下不可能做出任何硬保證。快速失敗的迭代器在盡力而為的基礎上拋出ConcurrentModificationException 。因此，它會編寫一個依賴這個異常來保證其正確性的程序是錯誤的：迭代器的快速失敗行為應該只用於檢測錯誤。”}

Answer 2

它們是相當快速且弱一致的類型：

如果在迭代時集合的方法（添加/刪除）修改了集合，則java.util包中的迭代器會拋出ConcurrentModificationException

java.util.concurrent包中的迭代器通常迭代快照並允許並發修改，但在創建迭代器后可能不會反映集合更新。

Answer 3

唯一的區別是故障安全迭代器不會拋出任何異常，這與故障快速迭代器相反。

如果在一個線程迭代它時在結構上修改了 Collection。 這是因為它們處理的是 Collection 的克隆而不是原始集合，這就是它們被稱為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個例子，由 ConcurrentHashMap keySet 編寫的迭代器也是故障安全迭代器，在 Java 中從不拋出 ConcurrentModificationException。

Answer 4

此場景與“並發處理”相關，意味着有多個用戶訪問同一資源。 在這種情況下，其中一個用戶嘗試修改導致“ConcurrentProcessingException”的資源，因為在這種情況下其他用戶獲得了不正確的數據。 這兩種類型都與這種情況有關。

簡單來說，

快速失敗：

• 如果發生結構修改（添加、更新、刪除），迭代器會立即拋出 ConcurrentModificationException。
• 示例：ArrayList、HashMap、TreeSet

故障安全：

• 這里迭代器不會拋出任何異常，因為它們操作的是集合的克隆，而不是原始集合。 因此，它們是故障安全迭代器。
• 示例：CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap