为什么List、Set集合无法在遍历的时候修改内部元素

以常用集合ArrayList为例，ArrayList 在遍历过程中无法直接修改内部元素的结构（例如通过 remove() 或 add() 方法修改元素），是因为 遍历的过程中修改结构 可能会导致 不一致的行为、并发修改异常 或 逻辑错误。
注意：和 ArrayList一样，Set 集合也不允许在遍历时直接修改其结构（如添加或删除元素），否则会抛出 ConcurrentModificationException 异常。为了安全地修改结构，可以使用 Iterator 的 remove() 方法或者使用removeIf方法。在需要修改集合结构时，最好先完成遍历操作，避免在遍历过程中进行结构修改，确保程序的稳定性和一致性。

1. ConcurrentModificationException（并发修改异常）

ArrayList 在内部维护了一个修改计数器（modCount），每次修改 ArrayList（如删除或添加元素）时，该计数器会增加。在遍历 ArrayList 时，Iterator 会检查该计数器。如果在遍历过程中，集合的结构发生了变化（例如删除或添加元素），Iterator 会发现计数器的值发生变化，因此抛出 ConcurrentModificationException 异常。

这个机制的目的是为了防止多线程环境下发生集合的并发修改，从而导致无法预料的行为。在单线程情况下，虽然没有并发问题，但仍然需要保持结构一致性。

2. 修改结构导致遍历不一致

在遍历过程中修改 ArrayList 结构（比如添加、删除元素）可能会导致遍历过程中的不一致性。例如：

• 删除元素： 如果在遍历过程中删除元素，剩下的元素会向前移动，导致后续的元素错位。可能会导致漏掉一些元素。
• 添加元素： 如果在遍历过程中添加新元素，新的元素会加入到集合的末尾，或者加入到指定位置，这会影响元素顺序，导致遍历时无法保证按预期的顺序访问。

这种行为非常不稳定，并且容易导致程序错误，因此 Java 中的 ArrayList 和其他集合类通常会避免在遍历过程中修改结构。

3. 线程安全性问题

如果 ArrayList 在多个线程中共享使用，且在遍历时对其进行了结构性修改（如添加或删除元素），这可能会导致多个线程间的竞争条件和数据不一致。为了避免此类问题，Java 设计上默认会禁止这种行为，尤其是在多线程环境中。

4. 遍历顺序和数据一致性

遍历 ArrayList 时假定集合的结构是固定的。如果在遍历过程中修改了元素（比如删除或添加元素），会破坏集合的状态，使得遍历结果变得不可预测。为了保证数据一致性，Java 设计者决定不允许在遍历时修改集合的结构。

解决方法

为了在遍历时修改 ArrayList，可以使用以下几种方式：

• 使用 Iterator 提供的 remove() 方法来安全地删除元素，而不是直接通过 ArrayList 的 remove() 方法：

  Iterator<String> iterator = list.iterator();
  while (iterator.hasNext()) {
      String element = iterator.next();
      if (element.equals("remove")) {
          iterator.remove();  // 安全地删除元素
      }
  }
  

• 使用 ListIterator，它提供了更多操作，例如修改元素、删除元素等：

  ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
  while (listIterator.hasNext()) {
      String element = listIterator.next();
      if (element.equals("remove")) {
          listIterator.remove();  // 删除
      } else if (element.equals("modify")) {
          listIterator.set("new value");  // 修改
      }
  }
  

• 如果要在遍历过程中添加元素，可以使用 ArrayList 的 add() 方法，但需要注意添加的元素会被放在遍历结束后，因此可能不在当前遍历中被访问。

• 在移除元素的时候，使用Java 8以后的特性，代码为例

  list.removeIf(item->{
            int size = new LambdaQueryChainWrapper<>(doctorInformationMapper)
                    .eq(DoctorInformation::getKsdm, item.getDepid())
                    .count();
            return size == 0;
        });