for in 循环中remove()抛出ConcurrentModificationException异常

名词说明：

Itr:集合ArrayList的内部类Itr(迭代器Iterator<E>接口的实现)

清单 1.for循环中调用ArrayList的和remove()

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
for (String s : list) {
    list.add("3");
    if ("2".equals(s)) {
        list.remove(s);
    }
}

清单 2.Itr的hasNext()源码

判断是否有下一个元素

public boolean hasNext() {
    return cursor != size;
}

清单 3.Itr的next()源码

获取集合下一个元素

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];
}

清单 4.Itr的checkForComodification()源码

作用modCount和expectedModCount不相等，抛出ConcurrentModificationException异常

final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

清单 5.ArrayList.remove()源码

删除集合元素

public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    } else {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    }
    return false;
}

private void fastRemove(int index) {
    // modCount是AbstractList类中的一个成员变量
    modCount++;
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

清单 6.AbstractList类的modCount变量

protected transient int modCount = 0;// AbstractList类的一个成员变量，对ArrayList执行add()和remove()操作，modCount值都会加1

清单 7.Itr的remove()源码

public void remove() {
    if (lastRet < 0)
        throw new IllegalStateException();
    checkForComodification();

    try {
        ArrayList.this.remove(lastRet);
        cursor = lastRet;
        lastRet = -1;
        expectedModCount = modCount; // 关键点
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

清单 8.Itr的成员变量expectedModCount

int expectedModCount = modCount;// Itr的成员变量，ArrayList修改次数的期望值，它的初始值为modCount

分析：

1.首先for in 语句是迭代器Iterator的简化版本

证明：执行清单1并在清单2 hasNext()方法中打上断点，程序会在断点位置停下来。

2.执行到Itr.next()时modCount和expectedModCount不一致

执行for in 语句相应会执行清单3中Itr.next()方法，该方法中首先会调用checkForComodification()检查modCount和expectedModCount是否相等
但是在执行ArrayList的remove()方法时只对modCount执行了加1操作，无法对ArrayList的内部类Itr的成员变量expectedModCount进行操作
所以执行checkForComodification()才会报ConcurrentModificationException异常。因此不能在for in 循环中执行remove()方法。

3.使用迭代器Itr的remove()方法可以保持modCount和expectedModCount一致

迭代器Itr每执行一次remove()都会将modCount赋值给expectedModCount(清单7，第10行)

结论：

要在循环中对集合执行add()或remove()操作，要放到迭代器中，如清单8
add()方法同理

清单 9.Iterator中remove()

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
list.add(null);
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    iterator.add("3");
    if ("2".equals(item)) {
        iterator.remove();
    }
}