java基礎提升之CopyOnWriteArrayList

        這一篇系集合list類最後一篇，此次咱們來一塊兒學習一下CopyOnWriteArrayList。

簡單介紹

        老規矩，先簡單介紹一下。在源碼中，開頭註釋是這麼寫的，ArrayList的一個線程安全的變種，其中全部的可變操做包括add、set等都是經過底層數組的副本實現的。

        Copy-On-Write，在寫入時複製，這個就說明了這個類的工做方式，在進行可變操做好比add、set等操做時先複製一份源的副本，對副本進行操做，而後再將源列表的引用指向副本。

        這麼作其實成本很高，可是當改變的操做（add、set、remove等）遠遠少於遍歷的操做的時候，這個CopyOnWriteArrayList可能更有效率。而且在不能或不想對遍歷加鎖，可是想要排除併發線程的干擾時也是很是有用的。快照方式的iterator用了一個指向這個iterator被建立時數組的狀態的引用。這個狀態的引用在iterator的聲明週期中永遠也不會改變，因此干擾時不可能的，而且iterator保證不會拋出ConcurrentModificationException。迭代器（iterator）建立之後，對原列表的增長、刪除或者改變都不會反映到這個iterator上。iterator即這個迭代器不支持remove、set、add等改變元素的操做，調用這些方法會拋出UnsupportedOperationException。

        支持全部類型的元素，包括null。

        內存一致性效果：同其餘併發集合同樣，將對象放入CopyOnWriteArrayList以前的線程的操做，先於另外一個線程從CopyOnWriteArrayList中刪除或者訪問元素後的操做發生。

基本操做

        咱們也來首先看一下內部存儲結構：

1. lock: ReentrantLoct，這個鎖會在之後進行介紹，如今咱們知道他是保護全部可變操做的鎖就好了。
2. array： 這個就是CopyOnWriteArrayList的存儲結構了，咱們能夠看出就是一個數組。

接下來咱們根據add這個方法來看一下這個類的主要實現方式，

這麼一看其實很簡單，在添加元素以前首先得到鎖，之因此加鎖，是爲了多線程環境下，防止複製出多個副原本。以後使用getArray()方法去得到本來的元素列表，而後根據Array.copyOf方法區根據須要去複製一個新的數組，這裏是將新數組的長度加一。以後對這個新數組進行操做。 最後用setArray方法將這個CopyOnWriteArrayList內部存儲數組指向這個新數組。而後使用lock.unlock()釋放鎖。咱們來看一下getArray()方法與setArray方法。

沒啥就是一個get與set，可是是final的即不可被重寫。

總結

CopyOnWrite容器即寫時複製的容器。通俗的理解是當咱們往一個容器添加元素的時候，不直接往當前容器添加，而是先將當前容器進行Copy，複製出一個新的容器，而後新的容器裏添加元素，添加完元素以後，再將原容器的引用指向新的容器。這樣作的好處是咱們能夠對CopyOnWrite容器進行併發的讀，而不須要加鎖，由於當前容器不會添加任何元素。因此CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想，讀和寫不一樣的容器。

CopyOnWrite容器有不少優勢，可是同時也存在兩個問題，即內存佔用問題和數據一致性問題。因此在開發的時候須要注意一下。

  **內存佔用問題。**由於CopyOnWrite的寫時複製機制，因此在進行寫操做的時候，內存裏會同時駐紮兩個對象的內存，舊的對象和新寫入的對象（注意:在複製的時候只是複製容器裏的引用，只是在寫的時候會建立新對象添加到新容器裏，而舊容器的對象還在使用，因此有兩份對象內存）。若是這些對象佔用的內存比較大，好比說200M左右，那麼再寫入100M數據進去，內存就會佔用300M，那麼這個時候頗有可能形成頻繁的Yong GC和Full GC。

  針對內存佔用問題，能夠經過壓縮容器中的元素的方法來減小大對象的內存消耗，好比，若是元素全是10進制的數字，能夠考慮把它壓縮成36進制或64進制。或者不使用CopyOnWrite容器，而使用其餘的併發容器，如ConcurrentHashMap。

  **數據一致性問題。**CopyOnWrite容器只能保證數據的最終一致性，不能保證數據的實時一致性。因此若是你但願寫入的的數據，立刻能讀到，請不要使用CopyOnWrite容器。

參考：www.cnblogs.com/dolphin0520…