foreach 中无法删除和添加元素

fail-fast 是一种通用的系统设计思想，一旦检测到可能会发生错误，就立马抛出异常

throw new ConcurrentModificationException();

抛出 ConcurrentModificationException 异常之后不需要捕获，直接中止程序

示例

class TEST {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
        for (Integer i : integers) {
            if (i == 2) {
                integers.remove(i);
            }
        }
    }
}
/*
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)
    at com.TEST.main(TEST.java:143)
*/

ArrayList 中抛出异常的位置：

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

迭代器 Iterator

for-each 本质上是个语法糖，底层是通过迭代器 Iterator 配合 while 循环实现的反编译后字节码：

ArrayList<Integer> integers = new ArrayList(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
Iterator var2 = integers.iterator();
while(var2.hasNext()) {
    Integer i = (Integer)var2.next();
    if (i == 2) {
        integers.remove(i);
    }
}

ArrayList 中的 Iterator 代码：

public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}
/**
 * An optimized version of AbstractList.Itr
*/
    private class Itr implements Iterator<E> {
    int cursor;       // index of next element to return
    int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
    int expectedModCount = modCount;

    Itr() {}

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

    @SuppressWarnings("unchecked")
    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];
    }

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

        try {
            ArrayList.this.remove(lastRet);
            cursor = lastRet;
            lastRet = -1;
            expectedModCount = modCount;
        } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
  ....
    final void checkForComodification() {
        if (modCount != expectedModCount)
            throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

modCount 用来记录数组被修改次数，每次对数组进行修改的时候都会自增 1
创建 Iterator 的时候 expectedModCount = modCount ，如果在遍历的过程中增加或删除了其中一个元素，那这两个字段就不相等了，在迭代器执行 next 方法之后执行 checkForComodification 检查，抛出 ConcurrentModificationException 异常
ArrayList 中的 add 和 remove 方法中有 modcount++ 的代码
这种机制可以保证迭代器在遍历 ArrayList 时，不会遗漏或重复元素，同时也可以在多线程环境下检测到并发修改问题。

如何正确删除

Remove 后 break

class TEST {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
        for (Integer i : integers) {
            if (i == 2) {
                integers.remove(i);
                break;
            }
        }
        System.out.println(integers);
    }
}

调用 remove 之后直接 break 掉，不会调用 next 函数，也就不会调用检查
无法删除多个重复元素了

for 循环

class TEST {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));
        for (int i = 0; i < integers.size(); i++) {
            if (integers.get(i)== 2){
                integers.remove(i);
            }
        }
        System.out.println(integers);
    }
}

for 循环虽然可以避开 fail-fast 保护机制，但有问题
remove 函数会将被删除元素的后面的所有元素前移一位，这样就下标就跳过了一位没有检查

iterator 方式（推荐）

class TEST {  
    public static void main(String[] args) {  
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));  
        Iterator<Integer> iterator = integers.iterator();  
        while(iterator.hasNext()){  
            if (iterator.next()==2){  
                iterator.remove();  
            }  
        }  
    }  
}

使用 iterator 可以 remove 的原因是 ArrayList 的迭代器的 remove 方法中对 expectedModCount = modCount 进行过了修改

Stream 方式（推荐）

Java 8 后可使用

class TEST {  
    public static void main(String[] args) {  
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4));  
        integers = integers.stream()  
                .filter(i -> i != 2)  
                .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));  
        System.out.println(integers);  
    }  
}

removeIf 函数 (推荐)