Fail-Fast system vs Fail-Safe system

• Fail-Fast System
  • Fail 발생 시, 동작을 즉시 멈춤
  • 장애를 즉시 노출
• Fail-Safe System
  • Fail이 발생해도 동작을 멈추지 않고 계속 진행

Fail-Fast Iterators

• Fail-fast iterators 는 collection이 수정되는 것을 허용하지 않는다.
  • ⇒ collection이 수정되면 오류 발생
• java.util 패키지의 Collection들이 Fail-Fast Iterator 제공

구현 원리

• collection들은 modCount라는 내부 counter를 가지고 있다.
• item이 추가되거나 삭제가 되면 modCounter가 증가한다.

// java.util.ArrayList
protected transient int modCount = 0; // 내부적으로 가지고 있는 변수

...

public boolean add(E e) { // 추가 시
    modCount++; // modCount 증가 
    add(e, elementData, size);
    return true;
}

...

private void fastRemove(Object[] es, int i) { // 삭제 시 최종 호출되는 함수
    modCount++; // modCount 증가
    final int newSize;
    if ((newSize = size - 1) > i)
        System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
    es[size = newSize] = null;
}

• next()가 호출될 때마다 modCounter가 변했는지 비교를 한다.

  • modCounter가 변했다면? ⇒ ConcurrentModificationException 발생 ⇒ 동작 중지

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Iterator;
    
    public class FailSafeTest {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
            numbers.add(1);
            numbers.add(2);
    
            Iterator<Integer> iterator = numbers.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                Integer number = iterator.next(); // ConcurrentModificationException 발생
                numbers.add(50);
            }
        }
    }
    

• Iterator의 remove()를 사용해서 항목을 제거하면 ConcurrentModificationException이 발생하지 않는다.

  • 내부적으로 expectedModCount를 업데이트 한다.

public class FailSafeTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(10);
        numbers.add(30);
        numbers.add(40);

        Iterator<Integer> iterator = numbers.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            if (iterator.next() == 30) {
                iterator.remove(); // ok!
            }
        }

        for (Integer number : numbers) {
            System.out.println("number = " + number); // 10, 40
        }
    }
}

Fail-Safe Iterator

• iteration 중 Collection이 수정이 되더라도 Exception이 발생하지 않는다.
• 실제 Collection이 아닌 복사본을 순회한다. iterator가 생성된 뒤 Collection이 수정되면 iterator에 반영이 되지 않는다.
• java.util.concurrent 패키지의 Collection들이 Fail-Safe Iterator 제공