Решение ConcurrentModificationException в Java: JPA, HashMap

Быстрый ответ

ConcurrentModificationException генерируется, когда при одновременном доступе нескольких потоков к элементам Collection происходят их изменения, или когда изменяется структура самой коллекции во время итерации. Чтобы избежать выбрасывания этого исключения, можно использовать метод Iterator's remove() или прибегнуть к потокобезопасным коллекциям в условиях многопоточности.

List<String> safeList = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));
for (Iterator<String> it = safeList.iterator(); it.hasNext(); ) {
    if ("b".equals(it.next())) it.remove();
}

// Осторожно, вы в потокобезопасном мире
List<String> tsList = new CopyOnWriteArrayList<>(safeList);
tsList.removeIf("b"::equals); // Безопасное удаление 'b'

Что такое ConcurrentModificationException

ConcurrentModificationException появляется вследствие политики «быстрого отказа» итераторов коллекций в Java. Это происходит, когда обнаруживаются неожиданные структурные модификации, не осуществлённые через итератор. Работа в многопоточном окружении вносит дополнительную сложность, делая синхронизацию необходимой.

Как предотвратить выбрасывание исключения

• В многопоточных ситуациях используйте такие потокобезопасные коллекции, как ConcurrentHashMap.
• Обеспечивайте соответствующий уровень синхронизации при работе с коллекциями.
• Применяйте CopyOnWriteArrayList и подобные ему классы для изменений в условиях конкурентности.

Визуализация

Представьте себе следующую ситуацию. Вы создаёте шедевр на холсте, который представляет собой коллекцию в Java:

Вы и ваш холст: [🌳, 🏞️, 🌅, 🏡]

Ваш друг начинает, хорошенько подумав, менять оригинальный рисунок:

Работа вашего друга: [🌳, 🚧, 🎢, 🏡]

Такое вмешательство приводит к конфликту и непониманию:

throw new ConcurrentModificationException();

Решение? Позвольте другу творить на копии холста или обеспечьте чередование художников:

Копия вашего холста: [🌳 (копия), 🏞️ (копия), 🌅 (копия), 🏡 (копия)]

💡 Ключ к успеху — в синхронизации и контроле каким образом изменится коллекция во время итерации.

Лучшие практики и продвинутые подходы

Использование потокобезопасных коллекций, таких как ConcurrentHashMap, не дает гарантии полного избавления от исключений, если они используются неправильно. Вот несколько советов по борьбе с данной проблемой:

Безопасная работа во время итерации

• Используйте метод removeIf и Predicate из Java 8 для безопасного удаления элементов.
• Применяйте точные механизмы блокировки и синхронизации, где они требуются.
• В процессе отладки внимательно анализируйте стек вызовов для выявления причины возникновения ConcurrentModificationException.
• Сокращайте область видимости ссылок на коллекции, чтобы избежать непредвиденных изменений.

Учет конкуренции в Hibernate и базах данных

• В Hibernate применяйте версионирование для обеспечения уникального доступа к данным на уровне строк.
• Настройте уровни изоляции транзакций, чтобы не допустить «грязного чтения».
• Осторожно управляйте операциями обновления и удаления, выполнияемыми одновременно в базах данных.

Типы итераторов и потокобезопасность

• Отдавайте предпочтение итераторам, обладающим свойством потокобезопасности, как в ConcurrentHashMap.
• Помните, суть «быстрых итераторов» – обнаруживать ошибки вовремя. Отсутствие исключений не значит, что нет проблем.

Полезные материалы

1. ConcurrentModificationException (Java Platform SE 8) – Официальная документация Oracle о ConcurrentModificationException.
2. java – Почему выскакивает ConcurrentModificationException и как это исправить – Stack Overflow – Обстоятельное обсуждение причин и решений проблемы с ConcurrentModificationException на Stack Overflow.
3. Усовершенствования коллекций в Java SE 8 – Статья на блоге Oracle о нововведениях в фреймворке коллекций Java 8, направленных на предотвращение исключений ConcurrentModificationException.
4. Java67 – Доступное пошаговое руководство от Java67 как избежать исключений ConcurrentModificationException в Java.
5. Fail-fast и Fail-safe итераторы в Java: Примеры – Разбор различий между итераторами с быстрым отказом и безопасными при работе с ConcurrentModificationException.