Java中Collections同步List仍抛出ConcurrentModificationException问题排查

问题场景 #

将普通ArrayList通过Collections.synchronizedList转为同步List后，多线程下执行迭代+修改操作，依然抛出ConcurrentModificationException异常，代码如下：

package Concurrent_Collections;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class DemoForConcurrentModificationException extends Thread {

    static List<Integer> myList = new ArrayList<Integer>();
    static List<Integer> synchronizedList;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Main Thread");
        synchronizedList = Collections.synchronizedList(myList);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            synchronizedList.add(i);
        }

        DemoForConcurrentModificationException t = new DemoForConcurrentModificationException();
        t.start();
        for (Integer k : synchronizedList) {
            System.out.println("Main");
            System.out.println(k);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    public void run() {
        System.out.println("Child Thread");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        synchronizedList.add(100);
    }
}

原因分析 #

Collections.synchronizedList仅为List的单个方法调用添加同步锁，保证单个add、get等操作的线程安全性，但迭代操作（比如增强for循环）属于复合操作：它会先获取迭代器，之后循环执行hasNext()和next()，这些步骤之间没有被整体加锁。

在你的代码中：

• 主线程用增强for循环遍历List，每次迭代间隔1秒
• 子线程在2秒后调用add()修改List结构
• 主线程的迭代器会检测到List的modCount（修改次数）和迭代器自身的expectedModCount不一致，触发快速失败机制，抛出ConcurrentModificationException

解决办法 #

办法一：迭代时手动加锁 #

synchronizedList本身可作为锁对象，在迭代的整个过程中加锁，保证迭代和其他修改操作互斥：

修改主线程的遍历代码：

synchronized(synchronizedList) {
    for (Integer k : synchronizedList) {
        System.out.println("Main");
        System.out.println(k);
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

办法二：使用CopyOnWriteArrayList #

CopyOnWriteArrayList是Java并发包专为并发迭代设计的List实现，它的修改操作（add、remove等）会复制一份新的底层数组，迭代操作基于旧数组的快照进行，不会受后续修改影响，自然不会抛出ConcurrentModificationException。

替换原有的同步List定义：

// 直接替换成CopyOnWriteArrayList，无需用Collections.synchronizedList包装
static List<Integer> synchronizedList = new CopyOnWriteArrayList<>();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nitesh Agrawal