一、快速失败(fail-fast)

在用迭代器遍历一个集合对象时，如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改)，则会抛出ConcurrentModificationException。

1️⃣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。

2️⃣注意：这里异常的抛出条件是检测到modCount！=expectedmodCount这个条件。如果集合发生变化时，修改 modCount 值刚好又设置为 expectedmodCount 值，则不会抛出异常。因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的 bug。

3️⃣场景：java.util包下的集合类都是快速失败的，不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。

二、安全失败(fail-safe)

采用安全失败机制的集合容器，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。

1️⃣原理：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。

2️⃣缺点：基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception，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。

3️⃣场景：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。

三、引出问题

请看下面两段代码，哪段代码会报错？

List<String> listA = new ArrayList<String>();
   listA.add("1");
   listA.add("2");
for (String s : listA) {
   if("1".equals(s)){
    listA.remove(s);
    }
}

1️⃣listA的remove方法成功执行。

List<String> listB = new ArrayList<String>();
    listB.add("2");
    listB.add("1");
for (String s : listB) {
    if("1".equals(s)){
        listB.remove(s);
    }
}

2️⃣listB的remove方法运行抛出ConcurrentModificationException异常。

四、为了寻找原因，查看源码

增强 for 循环，其实是依赖了 while 循环和 Iterator 实现的。所有的 Collection 集合类都会实现 Iterable 接口。找到 ArrayList 类的 Iterator()：使用自己的 Itr 内部类，并且实现了 Iterator 接口。

迭代器的本质是先调用 hasNext() 判断是否存在下一个元素，然后再使用 next() 取下一个元素：Itr 内部类实现

/**
 * 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;

    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();
        }
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
        Objects.requireNonNull(consumer);
        final int size = ArrayList.this.size;
        int i = cursor;
        if (i >= size) {
            return;
        }
        final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
        if (i >= elementData.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        while (i != size && modCount == expectedModCount) {
            consumer.accept((E) elementData[i++]);
        }
        // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
        cursor = i;
        lastRet = i - 1;
        checkForComodification();
    }

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

1️⃣listA 能 remove 成功，是因为它只循环了一次。因为它在 remove 元素 1 之后，它的 size - 1 变成 1，然后 Itr 内部的 cursor 变量由 0 变成 1。此时 1 = 1，循环结束，所以成功了。
2️⃣listB 却 remove 失败，其实它在循环第二次的时候，也 remove 成功了，但是第三次判断 next 的时候 cursor 的值为 2 导致不等于现在的 size 1，所以执行了 next 方法。最重要的来了，之前 remove 的操作导致 ArrayList 的 modCount 值加 1，然后 Itr 类中的 expectedModCount 保持不变，所以会抛出异常。

同理可得，由于 add 操作也会导致 modCount 自增，所以不允许在 foreach 中增删改 ArrayList 中的元素。对此，推荐使用迭代器 Iterator 删除元素：

Iterator<String> iterator = arrayList2.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    String item = iterator.next();
    if("1".equals(item)){
        iterator.remove();
    }
}

如果存在并发操作，还需要对 Iterator 进行加锁操作。