在Kotlin开发中，MutableList是我们常用的集合类型之一。但当我们需要在遍历列表的同时修改它（添加或删除元素）时，很多开发者会遇到ConcurrentModificationException异常。本文将详细介绍如何安全高效地实现这一需求。
一、问题场景再现
1. 典型异常案例
fun main() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")// 尝试在遍历时删除元素 - 会抛出ConcurrentModificationExceptionfor (fruit in list) {if (fruit == "香蕉") {list.remove(fruit) // 这里会抛出异常}}// 尝试在遍历时添加元素 - 同样会抛出异常for (fruit in list) {if (fruit == "橙子") {list.add("西瓜") // 这里会抛出异常}}
}
二、解决方案大全
1. 删除元素的正确方式
方法1：使用iterator.remove()
fun safeRemoveWithIterator() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")val iterator = list.iterator()while (iterator.hasNext()) {val fruit = iterator.next()if (fruit == "香蕉") {iterator.remove() // 安全删除当前元素}}println(list) // 输出: [苹果, 橙子]
}
方法2：使用removeAll函数
fun safeRemoveWithRemoveAll() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")// 移除所有等于"香蕉"的元素list.removeAll { it == "香蕉" }println(list) // 输出: [苹果, 橙子]
}
方法3：反向遍历删除
fun safeRemoveWithReverseTraversal() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")for (i in list.indices.reversed()) {if (list[i] == "香蕉") {list.removeAt(i) // 根据索引安全删除}}println(list) // 输出: [苹果, 橙子]
}
2. 添加元素的正确方式
方法1：使用listIterator.add()
fun safeAddWithListIterator() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")val iterator = list.listIterator()while (iterator.hasNext()) {val fruit = iterator.next()if (fruit == "香蕉") {iterator.add("西瓜") // 在当前元素后添加}}println(list) // 输出: [苹果, 香蕉, 西瓜, 橙子]
}
方法2：先收集再添加
fun safeAddWithCollectFirst() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")val elementsToAdd = mutableListOf<String>()for (fruit in list) {if (fruit == "香蕉") {elementsToAdd.add("西瓜")elementsToAdd.add("葡萄")}}list.addAll(elementsToAdd)println(list) // 输出: [苹果, 香蕉, 橙子, 西瓜, 葡萄]
}
方法3：使用索引遍历添加
fun safeAddWithIndex() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")var i = 0while (i < list.size) {val fruit = list[i]if (fruit == "香蕉") {list.add(i + 1, "西瓜") // 在香蕉后面添加西瓜i++ // 跳过新增的元素}i++}println(list) // 输出: [苹果, 香蕉, 西瓜, 橙子]
}
三、多线程环境下的安全操作
1. 使用CopyOnWriteArrayList
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayListfun threadSafeWithCopyOnWrite() {val list = CopyOnWriteArrayList<String>().apply {addAll(listOf("苹果", "香蕉", "橙子"))}// 线程1：遍历列表Thread {for (fruit in list) {println("线程1读取: $fruit")Thread.sleep(100)}}.start()// 线程2：修改列表Thread {Thread.sleep(50)list.add("西瓜")list.remove("香蕉")}.start()Thread.sleep(300)println("最终结果: $list")
}
2. 使用同步块
fun threadSafeWithSynchronized() {val list = mutableListOf("苹果", "香蕉", "橙子")val lock = Any()// 线程1Thread {synchronized(lock) {for (fruit in list) {println("线程1读取: $fruit")Thread.sleep(100)}}}.start()// 线程2Thread {synchronized(lock) {Thread.sleep(50)list.add("西瓜")list.remove("香蕉")}}.start()Thread.sleep(300)println("最终结果: $list")
}
四、性能比较与最佳实践
1. 各种方法性能对比
| 方法 | 时间复杂度 | 适用场景 |
|---|---|---|
| iterator.remove() | O(n) | 简单删除少量元素 |
| removeAll | O(n) | 条件删除多个元素 |
| 反向遍历 | O(n) | 需要索引操作的删除 |
| listIterator.add() | O(n) | 在特定位置插入元素 |
| 先收集再添加 | O(n+m) | 需要添加多个元素 |
| CopyOnWriteArrayList | O(n)读, O(n)写 | 读多写少的并发场景 |
2. 最佳实践建议
-
单线程环境：
- 优先使用标准库函数如
removeAll、filter等 - 复杂操作使用iterator或先收集再修改的模式
- 优先使用标准库函数如
-
多线程环境：
- 读多写少用
CopyOnWriteArrayList - 写操作频繁用同步块或
Concurrent集合
- 读多写少用
-
性能优化：
- 大数据集避免在循环中频繁修改
- 考虑使用
sequence进行惰性处理
-
代码可读性：
- 简单的条件删除优先使用
removeIf或filter - 复杂操作添加充分注释
- 简单的条件删除优先使用
五、完整示例：商品库存管理系统
class ProductInventory {private val inventory = mutableListOf("手机", "平板", "笔记本", "耳机")// 安全移除缺货商品fun removeOutOfStock(products: List<String>) {val iterator = inventory.iterator()while (iterator.hasNext()) {if (iterator.next() in products) {iterator.remove()}}}// 安全添加新商品（避免重复）fun addNewProducts(products: List<String>) {val existingProducts = inventory.toSet()val productsToAdd = products.filterNot { it in existingProducts }inventory.addAll(productsToAdd)}// 批量更新商品（先收集再操作）fun updateProducts(updates: Map<String, String>) {val toRemove = mutableListOf<String>()val toAdd = mutableListOf<String>()for ((oldName, newName) in updates) {if (inventory.contains(oldName)) {toRemove.add(oldName)if (!inventory.contains(newName)) {toAdd.add(newName)}}}inventory.removeAll(toRemove)inventory.addAll(toAdd)}fun displayInventory() {println("当前库存商品: ${inventory.joinToString()}")}
}fun main() {val inventory = ProductInventory()println("初始库存:")inventory.displayInventory()// 移除缺货商品inventory.removeOutOfStock(listOf("平板", "鼠标"))println("\n移除缺货商品后:")inventory.displayInventory()// 添加新商品inventory.addNewProducts(listOf("智能手表", "笔记本", "充电器"))println("\n添加新商品后:")inventory.displayInventory()// 更新商品名称inventory.updateProducts(mapOf("手机" to "智能手机", "耳机" to "无线耳机"))println("\n更新商品后:")inventory.displayInventory()
}
六、总结
在Kotlin中安全地边遍历边修改MutableList需要注意以下几点：
- 不要直接在
for循环或forEach中修改列表 - 优先使用标准库提供的函数如
removeAll、filter等 - 复杂操作使用iterator或先收集再修改的模式
- 多线程环境选择适当的线程安全集合或同步机制
- 考虑性能，大数据集操作时选择合适的方法
通过本文介绍的各种方法和最佳实践，你可以根据具体场景选择最适合的方式来安全地操作MutableList，既能保证代码的正确性，又能兼顾性能和可读性。