深入剖析Java Iterator源码：原理与实

在Java编程语言中，迭代器（Iterator）是一种非常有用的工具，它允许我们以统一的方式遍历任何实现了Iterator接口的集合。Iterator接口提供了一系列的方法，包括hasNext()、next()、remove()等，这些方法使得我们可以在不暴露集合内部结构的情况下，安全地遍历集合元素。本文将深入剖析Java Iterator的源码，揭示其原理和实现细节。

一、Iterator接口概述

Java的Iterator接口定义了以下四个基本方法：

1.boolean hasNext()：如果迭代器有更多的元素，则返回true。 2.Object next()：返回迭代器的下一个元素。 3.void remove()：删除迭代器最近返回的元素。 4.default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action)：遍历剩余元素，并执行给定的操作。

二、Iterator源码分析

1.Iterator接口实现

在Java标准库中，Iterator接口本身是一个空接口，它只定义了上述四个方法。具体的实现则依赖于实现了Iterator接口的类，如ArrayList、LinkedList等。

以ArrayList为例，其内部类ArrayList.Itr实现了Iterator接口。以下是ArrayList.Itr类的源码：

`java private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // 当前的索引位置 int lastRet = -1; // 最后返回的元素的索引位置 int expectedModCount = modCount; // 记录modCount值，用于fail-fast机制

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;
    E e = (E) elementData[i];
    cursor = i + 1;
    lastRet = i;
    return e;
}
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();
}

} `

2.fail-fast机制

Iterator接口实现中，有一个重要的机制叫做fail-fast。fail-fast机制是指当多个线程并发访问一个集合时，如果有线程修改了集合的结构，那么其他线程在迭代过程中会抛出ConcurrentModificationException异常。

在上面的ArrayList.Itr源码中，可以看到checkForComodification()方法的作用就是检查modCount值。modCount是ArrayList类的成员变量，用于记录集合的结构变化。当有其他线程修改ArrayList时，modCount的值会发生变化。在每次迭代时，Iterator都会检查modCount值是否与expectedModCount相等，如果不相等，则抛出ConcurrentModificationException异常。

三、总结

本文深入剖析了Java Iterator的源码，包括Iterator接口概述、Iterator接口实现以及fail-fast机制。通过分析源码，我们可以了解到Iterator的工作原理和实现细节，从而更好地运用Iterator进行集合遍历。在实际开发中，了解Iterator的原理和实现可以帮助我们避免因错误使用而导致的潜在问题。