本文主要了解了Java中的快速失败机制和安全失败机制。
注意：本文基于JDK1.8进行记录。
1 快速失败机制
1.1 说明
快速失败机制，即fail-fast机制，直接在容器上进行遍历，在遍历过程中一旦发现集合的结构发生改变，就会抛出ConcurrentModificationException异常导致遍历失败。
java.util包下的集合类都是快速失败机制的，常见的的使用fail-fast方式遍历的容器有ArrayList和HashMap等。
fail-fast机制不能保证在不同步的修改下一定会抛出异常，它只是尽最大努力抛出，因此这种机制一般用于检测BUG。
1.2 现象
触发fail-fast机制的案例：
1 public static void main(String[] args) {
2 List<String> list = new ArrayList<>();
3 list.add("00");
4 list.add("11");
5 list.add("22");
6 for (String s : list) {
7 if ("00".equals(s)) {
8 list.add("99");
9 }
10 }
11 }注意：此处只是列举了一个普通案例，实际上在List、Set、Map中都会发生，并且在单线程和多线程环境下都会发生。
1.3 原因
fail-fast机制在单线程和多线程环境中均可发生，倘若在迭代遍历过程中检测到集合结构有变化，就有可能触发并抛出异常。
想要理解fail-fast机制，就需要查看底层源码的逻辑，因为引发fail-fast机制的原理是一样的，本文以ArrayList为例进行分析。
查看ArrayList的迭代器方法：
1 public Iterator<E> iterator() {
2 return new Itr();
3 }继续查看ArrayList维护的内部类Itr，需要重点关注三个属性：
1 private class Itr implements Iterator<E> {
2 int cursor; // 遍历集合时即将遍历的索引
3 int lastRet = -1; // 记录刚刚遍历的索引，-1不是不存在上一个元素
4 int expectedModCount = modCount;// 初始值为modCount，用于记录集合的修改次数
5
6 public boolean hasNext() {
7 return cursor != size;// 判断遍历是否结束
8 }
9
10 @SuppressWarnings("unchecked")
11 public E next() {
12 checkForComodification();// 检查是否触发fail-fast机制
13 int i = cursor;
14 if (i >= size)
15 throw new NoSuchElementException();
16 Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
17 if (i >= elementData.length)
18 throw new ConcurrentModificationException();
19 cursor = i + 1;
20 return (E) elementData[lastRet = i];
21 }
22 ...
23 final void checkForComodification() {
24 if (modCount != expectedModCount)
25 // expectedModCount在初始化后并未发生改变，那么如果modCount发生改变，就会抛出异常
26 throw new ConcurrentModificationException();
27 }
28 }通过分析迭代器源码可以发现，迭代器的checkForComodification方法是判断是否要触发fail-fast机制的关键。
在checkForComodification方法中可以看到，是否要抛出异常在于modCount是否发生改变。
查看ArrayList源码，发现modCount的改变发生在对集合修改中，比如add操作。
所以当在使用迭代器遍历集合时，如果同时对集合进行了修改，导致modCount发生改变，就会触发fail-fast机制，抛出异常。
1.4 解决
1.4.1 使用迭代器提供的方法
为了避免触发fail-fast机制，在迭代集合时，需要使用迭代器提供的修改方法修改集合。
1.4.2 使用线程安全的集合类
也可以使用线程安全的集合类，使用CopyOnWriteArrayList代替ArrayList，使用ConcerrentHashMap代替HashMap。
2 安全失败机制
2.1 说明
安全失败机制，即fail-safe机制，在集合的克隆对象上进行遍历，对集合的修改不会影响遍历操作。
java.util.concurrent包下的集合类都是安全失败的，可以在多线程下并发使用并发修改，常见的的使用fail-safe方式遍历的容器有CopyOnWriteArrayList和ConcerrentHashMap等。
基于克隆对象的遍历避免了在修改集合时抛出ConcurrentModificationException异常，但同样导致遍历时不能访问修改后的内容。
