并发编程-CopyOnWriteArrayList

本文主要是介绍并发编程-CopyOnWriteArrayList，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

CopyOnWriteArrayList 简介

CopyOnWriteArrayList是ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作（add、set等等）都是 通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。

当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行 Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。

这时候会抛出来一个新的问题，也就是 数据不一致的问题：如果写线程还没来得及写会内存，其他的线程就会读到了脏数据。

所以，CopyOnWriteArrayList适合使用在读操作远远大于写操作的场景里，比如缓存。

public class CopyOnWriteArrayList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}

在很多应用场景中，读操作可能会远远大于写操作。由于读操作根本不会修改原有的数据，因此如果每次读取都进行加锁操作，其实是一种资源浪费。我们应该允许多个线程同时访问 List 的内部数据，毕竟读操作是线程安全的。

这和 ReentrantReadWriteLock 读写锁的思想非常类似，也就是 读读共享、写写互斥、读写互斥、写读互斥。JDK中提供了 CopyOnWriteArrayList 类，相比于在读写锁的思想又更进一步。为了将读取的性能发挥到极致，CopyOnWriteArrayList 读取是完全不用加锁的，并且更厉害的是：写入也不会阻塞读取操作，只有写入和写入之间需要进行同步等待，读操作的性能得到大幅度提升。

CopyOnWriteArrayList 是如何做到的

CopyOnWriteArrayList 类的所有可变操作（add，set等等）都是通过创建底层数组的新副本来实现的。当 List 需要被修改的时候，并不直接修改原有数组对象，而是对原有数据进行一次拷贝，将修改的内容写入副本中。写完之后，再将修改完的副本替换成原来的数据，这样就可以保证写操作不会影响读操作了。

从 CopyOnWriteArrayList 的名字可以看出，CopyOnWriteArrayList 是满足 CopyOnWrite 的 ArrayList，所谓 CopyOnWrite 的意思：、就是对一块内存进行修改时，不直接在原有内存块中进行写操作，而是将内存拷贝一份，在新的内存中进行写操作，写完之后，再将原来指向的内存指针指到新的内存，原来的内存就可以被回收。

CopyOnWriteArrayList 读取和写入源码简单分析

CopyOnWriteArrayList 读取操作的实现

读取操作没有任何同步控制和锁操作，理由就是：内部数组 array 不会发生修改，只会被另外一个 array 替换，因此可以保证数据安全。

    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */private transient volatile Object[] array;public E get(int index) {return get(getArray(), index);}@SuppressWarnings("unchecked")private E get(Object[] a, int index) {return (E) a[index];}final Object[] getArray() {return array;}

CopyOnWriteArrayList 写入操作的实现

CopyOnWriteArrayList 写入操作 add() 方法在添加集合的时候加了锁，保证同步，避免多线程写的时候会 copy 出多个副本。

    /*** Appends the specified element to the end of this list.** @param e element to be appended to this list* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})*/public boolean add(E e) {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();  // 加锁try {Object[] elements = getArray();int len = elements.length;// 拷贝新数组Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);  newElements[len] = e;// 将原容器的引用指向新容器setArray(newElements);return true;} finally {lock.unlock();  // 释放锁}}final void setArray(Object[] a) {array = a;}