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迭代器 Java中Iterator实现原理

Iterator

在JAVA中遍历List时会用到Java提供的Iterator，Iterator十分好用，原因是：
迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构 。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小 。
Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：
(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator 。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素 。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承 。
(2) 使用next()获得序列中的下一个元素 。
(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素 。
(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除 。
只要看看下面这个例子就一清二楚了：
import java.util.*;public class Muster {public static void main(String[] args) {ArrayList list = new ArrayList();list.add( "a" );list.add( "b" );list.add( "c" );Iterator it = list.iterator();while (it.hasNext()){String str = (String) it.next();System.out.println(str);}}}运行结果：
a
b
c
【迭代器 Java中Iterator实现原理】可以看到，Iterator可以不用管底层数据具体是怎样存储的，都能够通过next()遍历整个List 。
但是，具体是怎么实现的呢？背后机制究竟如何呢？
这里我们来看看Java里AbstractList实现Iterator的源代码：
?
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> { // List接口实现了Collection<E>, Iterable<E>2 . 3 .protected AbstractList() { 4 .} 5 .6 .... 7 . 8 .public Iterator<E> iterator() { 9 .return new Itr();// 这里返回一个迭代器10 .} 11 . 12 .private class Itr implements Iterator<E> {// 内部类Itr实现迭代器13 .14 .int cursor = 0 ; 15 .int lastRet = - 1 ; 16 .int expectedModCount = modCount; 17 . 18 .public boolean hasNext() {// 实现hasNext方法19 .return cursor != size(); 20 .} 21 . 22 .public E next() {// 实现next方法23 .checkForComodification(); 24 .try { 25 .E next = get(cursor); 26 .lastRet = cursor++; 27 .return next; 28 .} catch (IndexOutOfBoundsException e) { 29 .checkForComodification(); 30 .throw new NoSuchElementException(); 31 .} 32 .} 33 . 34 .public void remove() {// 实现remove方法35 .if (lastRet == - 1 ) 36 .throw new IllegalStateException(); 37 .checkForComodification(); 38 . 39 .try { 40 .AbstractList. this .remove(lastRet); 41 .if (lastRet < cursor) 42 .cursor--; 43 .lastRet = - 1 ; 44 .expectedModCount = modCount; 45 .} catch (IndexOutOfBoundsException e) { 46 .throw new ConcurrentModificationException(); 47 .} 48 .} 49 . 50 .final void checkForComodification() { 51 .if (modCount != expectedModCount) 52 .throw new ConcurrentModificationException(); 53 .} 54 .} 55 .}可以看到，实现next()是通过get(cursor)，然后cursor++，通过这样实现遍历 。
这部分代码不难看懂，唯一难懂的是remove操作里涉及到的expectedModCount = modCount;
在网上查到说这是集合迭代中的一种“快速失败”机制，这种机制提供迭代过程中集合的安全性 。
从源代码里可以看到增删操作都会使modCount++，通过和expectedModCount的对比，迭代器可以快速的知道迭代过程中是否存在list.add()类似的操作，存在的话快速失败!
在第一个例子基础上添加一条语句：
?
import java.util.*;public class Muster {public static void main(String[] args) {ArrayList list = new ArrayList();list.add( "a" );list.add( "b" );list.add( "c" );Iterator it = list.iterator();while (it.hasNext()){String str = (String) it.next();System.out.println(str);list.add( "s" );//添加一个add方法}}}运行结果：
a
Exception in thread "main"
java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$
Itr.checkForComodification(Unknown Source)
at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
at com.hasse.Muster.main(Muster.java:11)
这就会抛出一个下面的异常，迭代终止 。
关于modCount，API解释如下：
The number of times this list has been structurally modified. Structural modifications are those that change the size of the list, or otherwise perturb it in such a fashion that iterations in progress may yield incorrect results.
也就是说，modCount记录修改此列表的次数：包括 改变列表的结构，改变列表的大小，打乱列表的顺序等使正在进行迭代产生错误的结果 。
Tips:仅仅设置元素的值并不是结构的修改
我们知道的是ArrayList是线程不安全的，如果在使用迭代器的过程中有其他的线程修改了List就会抛出
ConcurrentModificationException，这就是 Fail-Fast机制 。


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