fail-fast(快速失败)是什么？

在软件开发中，fail-fast（快速失败）是一种设计思想，一旦检测到可能会发生错误，就立马抛出异常，程序将不再往下执行。

举一个例子：在 Java 集合框架中，fail-fast 机制通过检测集合的结构变化来防止非法修改，确保迭代过程中的一致性。

在 Java 编程中，fail-fast 主要体现在集合框架中，例如 ArrayList、HashMap 等集合类。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class FailFastExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("one");
        list.add("two");
        list.add("three");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
            // 修改集合结构，触发 fail-fast 机制
            list.add("four");
        }
    }
}

运行结果：

Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:911)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:861)
    at com.mikechen.java.basis.FailFastTest.main(FailFastTest.java:17)

fail-fast 行为在迭代过程中检测到集合的结构发生变化时，会抛出 ConcurrentModificationException，从而避免在未知状态下继续操作。

原理：

在集合类（如 ArrayList）中，fail-fast 机制通常通过一个被称为 modCount（修改计数器）的变量实现。

当集合的结构发生改变（如添加或删除元素）时，modCount 会增加。在创建迭代器时，会将 modCount 的值赋给迭代器的一个私有变量 expectedModCount。

在迭代过程中，迭代器会比较 modCount 和 expectedModCount 的值，如果两者不相等，则表示集合的结构已被修改，迭代器会抛出 ConcurrentModificationException。

fail-fast 这种策略有助于更快地定位问题，减少调试时间，提高系统的可靠性和稳定性。

mikechen睿哥

10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。