CopyOnWriteArrayList實現原理及源碼分析

• 場景

         CopyOnWriteArrayList是Java併發包中提供的一個併發容器，它是個線程安全且讀操做無鎖的ArrayList，寫操做則經過建立底層數組的新副原本實現，是一種讀寫分離的併發策略，咱們也能夠稱這種容器爲"寫時複製器"，Java併發包中相似的容器還有CopyOnWriteSet。

• 實現原理 

         集合框架中的ArrayList是非線程安全的，Vector雖是線程安全的，但因爲簡單粗暴的鎖同步機制，性能較差。而CopyOnWriteArrayList則提供了另外一種不一樣的併發處理策略（固然是針對特定的併發場景）。

        不少時候，咱們的系統應對的都是讀多寫少的併發場景。CopyOnWriteArrayList容器容許併發讀，讀操做是無鎖的，性能較高。至於寫操做，好比向容器中添加一個元素，則首先將當前容器複製一份，而後在新副本上執行寫操做，結束以後再將原容器的引用指向新容器。

• CopyOnWriteArrayList優勢分析

        讀操做性能很高，由於無需任何同步措施，比較適用於讀多寫少的併發場景。Java的list在遍歷時，若中途有別的線程對list容器進行修改，則會拋出ConcurrentModificationException異常。而CopyOnWriteArrayList因爲其"讀寫分離"的思想，遍歷和修改操做分別做用在不一樣的list容器，因此在使用迭代器進行遍歷時候，也就不會拋出ConcurrentModificationException異常了。

•  CopyOnWriteArrayList缺點分析

        缺點也很明顯，一是內存佔用問題，畢竟每次執行寫操做都要將原容器拷貝一份，數據量大時，對內存壓力較大，可能會引發頻繁GC；二是沒法保證明時性，Vector對於讀寫操做均加鎖同步，能夠保證讀和寫的強一致性。而CopyOnWriteArrayList因爲其實現策略的緣由，寫和讀分別做用在新老不一樣容器上，在寫操做執行過程當中，讀不會阻塞但讀取到的倒是老容器的數據。

• 源碼分析 

          

         添加的邏輯很簡單，先將原容器copy一份，而後在新副本上執行寫操做，以後再切換引用。固然此過程是要加鎖的。

        刪除操做

        

        刪除操做同理，將刪除要刪除元素以外的其餘元素拷貝到新副本中，而後切換引用，將原容器引用指向新副本。同屬寫操做，須要加鎖。

        再來看看讀操做，CopyOnWriteArrayList的讀操做是不用加鎖的，性能很高。

        

        直接讀取便可，無需加鎖