Seata项目中ConcurrentModificationException异常分析与解决方案

问题背景

在分布式事务框架Seata的使用过程中，当配置store.mode=file时，系统可能会抛出ConcurrentModificationException异常。这个异常通常出现在查询全局会话信息时，特别是在SessionConverter.convertBranchSession方法中。

异常分析

ConcurrentModificationException是Java集合框架中一个常见的运行时异常，它表示在迭代集合的过程中，集合被并发修改了。从堆栈信息可以看出，异常发生在ArrayList的迭代过程中，具体是在SessionConverter类转换分支会话时触发的。

这种异常通常表明代码中存在线程安全问题，即多个线程同时对同一个ArrayList进行读写操作。在Seata的场景下，当多个线程同时访问文件存储的会话数据时，就可能出现这种并发修改问题。

技术细节

Seata的文件存储模式下，全局会话和分支会话数据被存储在内存中的ArrayList里。当控制台查询这些会话信息时，SessionConverter会将这些数据结构转换为适合传输的DTO对象。在这个过程中，如果同时有其他线程修改了这些会话数据（如事务提交或回滚），就会导致迭代器检测到并发修改。

ArrayList的迭代器通过维护一个modCount变量来检测并发修改。每次对列表进行结构性修改（如add/remove）时，modCount都会递增。迭代器在每次操作前会检查这个值是否与创建迭代器时一致，如果不一致就抛出ConcurrentModificationException。

解决方案

针对这个问题，可以考虑以下几种解决方案：

1. 同步访问控制：使用synchronized关键字对关键代码块进行同步，确保同一时间只有一个线程能够访问和修改会话数据。

2. 线程安全集合：将ArrayList替换为CopyOnWriteArrayList，这种集合在修改时会创建底层数组的新副本，适合读多写少的场景。

3. 防御性拷贝：在转换会话数据前，先创建数据的一个副本，然后对副本进行操作，避免影响原始数据。

4. 不可变集合：如果业务允许，可以考虑使用不可变集合来存储会话数据，从根本上避免并发修改问题。

实现建议

在实际实现中，考虑到Seata的性能需求，推荐采用CopyOnWriteArrayList方案。这种方案具有以下优势：

• 读操作完全不需要同步，性能优异
• 写操作通过复制数组实现，保证线程安全
• 适合Seata这种读多写少的场景

实现时只需将原有的ArrayList替换为CopyOnWriteArrayList，并确保所有修改操作都通过CopyOnWriteArrayList提供的方法进行。

总结

ConcurrentModificationException是Java开发中常见的并发问题，在Seata这样的分布式事务框架中尤为需要注意。通过分析异常原因并选择合适的线程安全方案，可以有效解决这个问题，提升系统的稳定性和可靠性。对于Seata用户来说，了解这些底层机制也有助于更好地使用和配置系统。