在阿里巴巴Java开发手册中，有这样一条规定：

 

1、foreach循环

foreach循环（Foreach loop）是计算机编程语言中的一种控制流程语句，通常用来循环遍历数组或集合中的元素。

Java语言从JDK 1.5.0开始引入foreach循环。在遍历数组、集合方面，foreach为开发人员提供了极大的方便。使用foreach语法遍历集合或者数组的时候，可以起到和普通for循环同样的效果，并且代码更加简洁。所以，foreach循环也通常也被称为增强for循环。

增强for循环的原理是什么？原本的增强for循环，其实是依赖了while循环和Iterator实现的。

2、问题重现

以上代码，使用增强for循环遍历元素，并尝试删除其中的元素。会抛出以下异常：

java.util.ConcurrentModificationException

同样的，读者可以尝试下在增强for循环中使用add方法添加元素，结果也会同样抛出该异常。

之所以会出现这个异常，是因为触发了一个Java集合的错误检测机制——fail-fast 。

3、fail-fast

接下来，我们就来分析下在增强for循环中add/remove元素的时候会抛出java.util.ConcurrentModificationException的原因，即解释下到底什么是fail-fast进制，fail-fast的原理等。

fail-fast，即快速失败，它是Java集合的一种错误检测机制。当多个线程对集合（非fail-safe的集合类）进行结构上的改变的操作时，有可能会产生fail-fast机制，这个时候就会抛出ConcurrentModificationException（当方法检测到对象的并发修改，但不允许这种修改时就抛出该异常）。

同时需要注意的是，即使不是多线程环境，如果单线程违反了规则，同样也有可能会抛出改异常。

 

4、在增强for循环进行元素删除，是如何违反了规则的呢？

要分析这个问题，我们先将增强for循环这个语法糖进行解糖（使用jad对编译后的class文件进行反编译）然后运行代码，同样会抛出异常。我们来看一下ConcurrentModificationException的完整堆栈：

通过异常堆栈我们可以到，异常发生的调用链ForEachDemo的第23行，Iterator.next调用了Iterator.checkForComodification方法 ，而异常就是checkForComodification方法中抛出的。

其实，经过debug后，我们可以发现，如果remove代码没有被执行过，iterator.next这一行是一直没报错的。抛异常的时机也正是remove执行之后的的那一次next方法的调用。

我们直接看下checkForComodification方法的代码，看下抛出异常的原因：

代码比较简单，modCount != expectedModCount的时候，就会抛出ConcurrentModificationException。

通过翻源码，我们可以发现：

• modCount是ArrayList中的一个成员变量。它表示该集合实际被修改的次数。

• expectedModCount 是 ArrayList中的一个内部类——Itr中的成员变量。expectedModCount表示这个迭代器期望该集合被修改的次数。其值是在ArrayList.iterator方法被调用的时候初始化的。只有通过迭代器对集合进行操作，该值才会改变。

• Itr是一个Iterator的实现，使用ArrayList.iterator方法获取到的迭代器就是Itr类的实例。

其实，看到这里，大概很多人都能猜到为什么remove/add 操作之后，会导致expectedModCount和modCount不相等了。

通过翻阅代码，我们也可以发现，remove方法核心逻辑如下：

可以看到，它只修改了modCount，并没有对expectedModCount做任何操作。

简单总结一下，之所以会抛出ConcurrentModificationException异常，是因为我们的代码中使用了增强for循环，而在增强for循环中，集合遍历是通过iterator进行的，但是元素的add/remove却是直接使用的集合类自己的方法。这就导致iterator在遍历的时候，会发现有一个元素在自己不知不觉的情况下就被删除/添加了，就会抛出一个异常，用来提示用户，可能发生了并发修改。

5、正确姿势

1）、直接使用普通for循环进行操作

我们说不能在foreach中进行，但是使用普通的for循环还是可以的，因为普通for循环并没有用到Iterator的遍历，所以压根就没有进行fail-fast的检验。

2）、直接使用Iterator进行操作

除了直接使用普通for循环以外，我们还可以直接使用Iterator提供的remove方法。

如果直接使用Iterator提供的remove方法，那么就可以修改到expectedModCount的值。那么就不会再抛出异常了。其实现代码如下：

3）、使用Java 8中提供的filter过滤

Java 8中可以把集合转换成流，对于流有一种filter操作， 可以对原始 Stream 进行某项测试，通过测试的元素被留下来生成一个新 Stream。

4）、直接使用fail-safe的集合类

在Java中，除了一些普通的集合类以外，还有一些采用了fail-safe机制的集合类（ConcurrentArrayList）。这样的集合容器在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历，所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到，所以不会触发ConcurrentModificationException。

基于拷贝内容的优点是避免了ConcurrentModificationException，但同样地，迭代器并不能访问到修改后的内容，即：迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝，在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，可以在多线程下并发使用，并发修改。

 

以上这四种方式都可以避免触发fail-fast机制，避免抛出异常。如果是并发场景，建议使用concurrent包中的容器，如果是单线程场景，Java8之前的代码中，建议使用Iterator进行元素删除，Java8及更新的版本中，可以考虑使用Stream及filter。

总结

我们使用的增强for循环，其实是Java提供的语法糖，其实现原理是借助Iterator进行元素的遍历。

但是如果在遍历过程中，不通过Iterator，而是通过集合类自身的方法对集合进行添加/删除操作。那么在Iterator进行下一次的遍历时，经检测发现有一次集合的修改操作并未通过自身进行，那么可能是发生了并发被其他线程执行的，这时候就会抛出异常，来提示用户可能发生了并发修改，这就是所谓的fail-fast机制。

当然还是有很多种方法可以解决这类问题的。比如使用普通for循环、使用Iterator进行元素删除、使用Stream的filter、使用fail-safe的类等。