Java中的增强for循环（foreach）的实现原理与坑

在JAVA中，遍历集合和数组一般有以下三种形式：

 
 

  
  
for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
  
  
    System.out.print(list.get(i) + ","); 
  
  
} 
  
  
 
  
  
Iterator iterator = list.iterator(); 
  
  
while (iterator.hasNext()) { 
  
  
    System.out.print(iterator.next() + ","); 
  
  
} 
  
  
 
  
  
for (Integer i : list) { 
  
  
    System.out.print(i + ","); 
  
  
} 
 
 

***种是普通的for循环遍历、第二种是使用迭代器进行遍历，第三种我们一般称之为增强for循环(for each)。

可以看到，第三种形式是JAVA提供的语法糖，这里我们剖洗一下，这种增强for循环底层是如何实现的。

我们对以下代码进行反编译：

 
 

  
  
for (Integer i : list) { 
  
  
     System.out.println(i); 
  
  
 } 
 
 

反编译后：

 
 

  
  
Integer i; 
  
  
   for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){ 
  
  
       i = (Integer)iterator.next();         
  
  
   } 
 
 

反编译后的代码其实比较复杂，我们按照执行顺序拆解一下：

• Integer i; 定义一个临时变量i
• Iterator iterator = list.iterator(); 获取List的迭代器
• iterator.hasNext(); 判断迭代器中是否有未遍历过的元素
• i = (Integer)iterator.next(); 获取***个未遍历的元素，赋值给临时变量i
• System.out.println(i) 输出临时变量i的值

如此循环往复，直到遍历完List中的所有元素。

通过反编译，我们看到，其实JAVA中的增强for循环底层是通过迭代器模式来实现的。

既然增强for循环通过迭代器实现，那么必然有迭代器的特性。在Java中的fail-fast机制中有介绍过。在使用迭代器遍历元素的时候，在对集合进行删除的时候一定要注意，使用不当有可能发生ConcurrentModificationException，如以下代码：

 
 

  
  
for (Student stu : students) {     
  
  
    if (stu.getId() == 2)      
  
  
        students.remove(stu);     
  
  
} 
 
 

会抛出ConcurrentModificationException异常。

Iterator是工作在一个独立的线程中，并且拥有一个 mutex 锁。 Iterator被创建之后会建立一个指向原来对象的单链索引表，当原来的对象数量发生变化时，这个索引表的内容不会同步改变，所以当索引指针往后移动的时候就找不到要迭代的对象，所以按照 fail-fast 原则 Iterator 会马上抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。

所以 Iterator 在工作的时候是不允许被迭代的对象被改变的。但你可以使用 Iterator 本身的方法 remove() 来删除对象，Iterator.remove() 方法会在删除当前迭代对象的同时维护索引的一致性。

正确的在遍历的同时删除元素的姿势：

 
 

  
  
Iterator stuIter = students.iterator();     
  
  
while (stuIter.hasNext()) {     
  
  
    Student student = stuIter.next();     
  
  
    if (student.getId() == 2)     
  
  
        stuIter.remove();//这里要使用Iterator的remove方法移除当前对象，如果使用List的remove方法，则同样会出现ConcurrentModificationException     
  
  
} 
 
 

 【本文是专栏作者Hollis的原创文章，作者微信公众号Hollis(ID：hollischuang)】

文章题目：Java中的增强for循环（foreach）的实现原理与坑
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