Java多線程進階（二八）—— J.U.C之collections框架：CopyOnWriteArraySet

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1、CopyOnWriteArraySet簡介

CopyOnWriteArraySet，是另外一類適合併發環境的SET工具類，也是在JDK1.5時，隨着J.U.C包一塊兒引入的。
咱們以前已經介紹過了ConcurrentSkipListSet，ConcurrentSkipListSet底層基於Skip List（跳錶）實現，其操做平均時間複雜度均爲O(logn)。

CopyOnWriteArraySet，從名字上能夠看出，也是基於「寫時複製」的思想。事實上，CopyOnWriteArraySet內部引用了一個CopyOnWriteArrayList對象，以「組合」方式，委託CopyOnWriteArrayList對象實現了全部API功能。

public class CopyOnWriteArraySet<E> extends AbstractSet<E>
    implements java.io.Serializable {

    private final CopyOnWriteArrayList<E> al;

    /**
     * Creates an empty set.
     */
    public CopyOnWriteArraySet() {
        al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
    }

    public CopyOnWriteArraySet(Collection<? extends E> c) {
        if (c.getClass() == CopyOnWriteArraySet.class) {
            CopyOnWriteArraySet<E> cc = (CopyOnWriteArraySet<E>) c;
            al = new CopyOnWriteArrayList<E>(cc.al);
        } else {
            al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
            al.addAllAbsent(c);
        }
    }
    // ...
}

2、CopyOnWriteArraySet原理

咱們來看下CopyOnWriteArraySet是如何實現API接口的功能的：

public int size() {
    return al.size();
}

public boolean isEmpty() {
    return al.isEmpty();
}

public boolean contains(Object o) {
    return al.contains(o);
}

public Object[] toArray() {
    return al.toArray();
}

public <T> T[] toArray(T[] a) {
    return al.toArray(a);
}

public void clear() {
    al.clear();
}

public boolean remove(Object o) {
    return al.remove(o);
}

public boolean add(E e) {
    return al.addIfAbsent(e);
}

public boolean containsAll(Collection<?> c) {
    return al.containsAll(c);
}

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    return al.addAllAbsent(c) > 0;
}

public boolean removeAll(Collection<?> c) {
    return al.removeAll(c);
}

public boolean retainAll(Collection<?> c) {
    return al.retainAll(c);
}

public Iterator<E> iterator() {
    return al.iterator();
}


public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
    return al.removeIf(filter);
}

public void forEach(Consumer<? super E> action) {
    al.forEach(action);
}

能夠看到，上述全部的方法都是經過委託實現的，惟一的區別就是CopyOnWriteArraySet不容許含有重複元素，因此添加元素（add方法）時，內部調用了CopyOnWriteArrayList的addAllAbsent方法。

3、總結

既然CopyOnWriteArraySet也是基於「寫時複製」的思想，那麼它的特性也和CopyOnWriteArrayList是相似的，歸結起來，有如下幾點：

1. 適合「讀多寫少」且數據量不大的場景。
2. 線程安全
3. 內存的使用較多
4. 迭代是對快照進行的，不會拋出ConcurrentModificationException，且迭代過程當中不支持修改操做。