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一些容易忘掉的知识点 - Java

1 Java 基础

1.1 快速失败（fail-fast）和安全失败（fail-safe）机制

快速失败（fail-fast）是 Java 集合的一种错误检测机制。

在使用迭代器对集合进行遍历的时候，在多线程下操作非安全失败（fail-safe）的集合类可能就会触发 fail-fast 机制，导致抛出 ConcurrentModificationException 异常。

在单线程下，如果在遍历过程中对集合对象的内容进行了修改的话也会触发 fail-fast 机制。

例如：多线程下，如果线程 1 正在对集合进行遍历，此时线程 2 对集合进行修改（增加、删除、修改），或者线程 1 在遍历过程中对集合进行修改，都会导致线程 1 抛出 ConcurrentModificationException 异常。

原理

迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变 modCount 的值。

每当迭代器使用 hashNext ()/next () 遍历下一个元素之前，都会检测 modCount 变量是否为 expectedmodCount 值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。

采用安全失败（fail-safe）机制的集合容器（JUC 包下的容器），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，可以在多线程下并发使用，并发修改。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，故不会抛 ConcurrentModificationException 异常。

1.2 HashMap 与 ConcurrentHashMap 对 null 值的处理问题

结论：HashMap 的 key 和 value 都可以为 null，ConcurrentHashMap 的均不可以为 null

HashTable 也是不允许 key 和 value 为空的，原因和 ConcurrentHashMap 一致

上源码！

HashMap，当 key 为 null 的时候，hash 值为 0，后续的 put 方法中也没有判断 value 是否为 null 的代码。

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static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

ConcurrentHashMap，key 或 value 为 null 直接抛出空指针异常！

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final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
    if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
    ......

这么做的原因：

会有一个问题，当通过 get(k) 获取对应的 value 时，如果获取到的是 null，无法判断它是 put(k,v) 的时候 value 为 null，还是这个 key 从来没有做过映射。

HashMap 多用于非并发场景中，可以通过 contains(key) 来做这个判断。而在多用于并发场景中的 ConcurrentHashMap 中调用 m.contains(key) 判断然后再 m.get(key) 时，m 可能已经被其他线程修改而不同了。为了避免这种二义性，ConcurrentHashMap 在设计之初就直接令 key 和 value 都不为 null。

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