本文参考自阿里孤尽老师的《码出高效代码》一书的第六章，为了节省大家学习时间，在这里对重要知识进行了总结，如果有知识点不明白的可以关注作者，找作者要相关的具体学习资料（免费送上）。

一些大公司面试总会问一些Java集合相关的知识，如ArrayList实现原理、HashMap实现原理等。所以作者准备做一个针对Java集合进行剖析的专题（后续几篇文章会全部围绕Java集合展开）。

本篇文章从原理层面介绍Java集合两种错误检测机制，即fail-fast和fail-safe，并通过源码和案例说明使用中的注意事项。

fail-fast和fail-safe机制

Java集合常见的错误检测机制有fail-fast和fail-safe机制。

• fail-fast： java.util下所有集合采用的错误检测机制。如：在集合遍历中出现意料外的修改时，通过unchecked异常暴力地反馈出来。实现原理：当前线程维护一个计数比较器（expectedModCount），记录已经修改的次数。在进入遍历前，会把实时修改次数modCount赋值给expectedModCount，如果这两个数据不相等，则抛出异常。
• fail-safe： concurrent下所有集合采用的错误检测机制。 实现原理：在进入遍历前，记录当前集合的内容，然后遍历记录的集合内容，不关心集合在此期间的意外修改情况。

深度剖析fail-fast机制

由于多线程情况不方便理解和描述，同时ArrayList.subList()方法返回的集合在被操作时也会检测集合的意外修改情况，所以采用ArrayList.subList()来进一步阐述fail-fast机制。

如上述代码所示，通过ArrayList.subList()方法获取的子列表subList，在masterList集合个数增加或删除，均会导致子列表的遍历、增加、删除。原因见源码分析：

fail-fast下如何遍历删除：

深度剖析fail-safe机制

CopyOnWriteArrayList集合是fail-safe机制的典型体现，在多线程环境下可以使用CopyOnWriteArrayList代替ArrayList，该容器内部会对Iterator进行加锁操作。这个集合的Copy-On-Write(简称COW)是一种并发新思路，实行读写分离，如果是写操作，则复制一个新集合，在新集合写完毕后，在将原集合引用指向新集合。这样做的好处就是可以在不加锁的情况下对其进行读和遍历操作。

COW类型集合使用要注意：

1. 尽可能设置合理的容量初始值，避免扩容（代价大）。
2. 尽可能使用批量添加或删除方法，避免添加一个元素复制整个集合。

最后，fail-safe是在安全副本（或没有修改操作的正本）上进行遍历，集合修改与副本遍历没有任何关系，但是缺点就是读不到最新数据。这也是CAP理论中C（Consistency）与A（Availability）的矛盾，即一致性与可用性的矛盾。

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