CopyOnWriteArrayList理解

CopyOnWrite是一種線程安全的容器, 適用於讀多寫少的場景, 從字面的理解就能夠知道這是一個底層複製的機制,也就是在不影響讀的狀況下，會採用將原有的數據copy出來，在此基礎上進行更新的操做，因此保證了線程的安全，固然，若是寫操做很是頻繁，不建議讀者使用此容器. CopyOnWrite容器多用於併發且讀操做頻繁的場景.

什麼是CopyOnWrite容器

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。

下面來看個例子理解下爲何在多併發場景下須要CopyOnWrite容器

public class CopyOnWriteList {
	static class ReadTask implements Runnable {
		private List<String> list = null;

		public ReadTask(List<String> list) {
			this.list = list;
		}

		@Override
		public void run() {
			for (String l : list) {
				System.out.println(l);
			}
		}

	}

	static class WriteTask implements Runnable {
		private List<String> list = null;
		int index = -1;

		public WriteTask(List<String> list, int index) {
			this.list = list;
			this.index = index;
		}

		@Override
		public void run() {
			list.remove(index);
			list.add(index, "add_" + index);
		}
	}
	

	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		//List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
		int num = 10;
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			list.add(i, "init_" + i);
		}
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(num);
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			executor.execute(new ReadTask(list));
			executor.execute(new WriteTask(list, i));
		}
		executor.shutdown();
	}
}

上面的是一個在併發環境下的讀寫List的例子,讀者運行過這個代碼後就會發現，在併發狀況下，對容器的讀寫會拋異常.

add_3Exception in thread "pool-1-thread-3" java.util.ConcurrentModificationException
	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
	at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
	at com.suning.jdk.CopyOnWriteList$ReadTask.run(CopyOnWriteList.java:19)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(Unknown Source)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(Unknown Source)
	at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

感興趣的讀者能夠將註釋掉的CopyOnWriteArrayList恢復，而後看下運行結果, 在併發狀況下，CopyOnWriteArrayList會遊刃有餘.

下面咱們看下源碼，究竟CopyOnWriteArrayList內部是怎麼作到的

public boolean add(E paramE)
  {
    ReentrantLock localReentrantLock = this.lock;
    localReentrantLock.lock();
    try
    {
      Object[] arrayOfObject1 = getArray();
      int i = arrayOfObject1.length;
      Object[] arrayOfObject2 = Arrays.copyOf(arrayOfObject1, i + 1);
      arrayOfObject2[i] = paramE;
      setArray(arrayOfObject2);
      boolean bool = true;
      return bool;
    }
    finally
    {
      localReentrantLock.unlock();
    }
  }