CopyOnWriteArrayList詳解

一、背景

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java誕生之初 就有線程安全的Vector，但Vector對讀寫都是經過synchronized關鍵字來同步的，性能並很差

且Vector每次擴容是原來的1倍，存在內存浪費的可能。

對於線程安全的List JDK提供了CopyOnWriteArrayList

 

二、原理

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2.1 CopyOnWriteArrayList 使用寫時複製技術，讀寫分離

對於寫操做，會使用ReentrantLock加鎖，對底層數組拷貝一份，進行修改，修改完後再覆蓋原來的數組

 

2.2 底層使用數組

private transient volatile Object[] array;

數據使用volatile修飾，故能保證可見性，存在happens-before關係，使得能讀到最新的數據

 

2.3 使用ReentrantLock修改

全部的寫操做 讀會加鎖保證線程安全

但讀操做是沒有任何鎖的，故修改過程當中的數據，此時另外一個線程是讀不到的。

public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

　　

三、迭代

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CopyOnWriteArrayList 迭代時安全失敗的，不容許在迭代過程當中刪除元素，以下會拋出異常

/** * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException. * @throws UnsupportedOperationException always; {@code remove} * is not supported by this iterator. */
        public void remove() { throw new UnsupportedOperationException(); } /** * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException. * @throws UnsupportedOperationException always; {@code set} * is not supported by this iterator. */
        public void set(E e) { throw new UnsupportedOperationException(); } /** * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException. * @throws UnsupportedOperationException always; {@code add} * is not supported by this iterator. */
        public void add(E e) { throw new UnsupportedOperationException(); }

View Code

建立迭代時，引用了原數組，故迭代過程當中如何修改了CopyOnWriteArrayList，

迭代也不會感知。仍是對修改前的數據進行訪問（注意這是針對數據元素的增刪而言，如何存放對象，對象內部的變化仍是有影響的）

static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {
        /** Snapshot of the array */
        private final Object[] snapshot;
        /** Index of element to be returned by subsequent call to next.  */
        private int cursor;

        private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
            cursor = initialCursor;
            snapshot = elements;
        }

　　

 

四、使用場景

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缺點：

a. 每次修改都會拷貝數組 佔用內存 寫性能不高

b.修改的過程當中 數據依賴讀的是老的數據 ，只能保證最終一致 不能保證強一致性

 

使用場景

一、多線程 讀多寫少。

二、不要求數據強一致性。

不然推薦使用Collections.synchronziedList