线程安全集合：CopyOnWriteArrayList源码分析

目录

一、基本思想

二、源码分析

add()方法

set()方法 

remove()方法

get()方法       

 三、小结

一、基本思想

       首先CopyOnWrite 简称 COW ，是一种用于对集合并发访问的优化策略。基本思想是：当我们往一个集合容器中写入元素时（比如添加、修改、删除），并不会直接在集合容器中写入，而是先将当前集合容器进行Copy复制，复制出一个新的容器，然后在新的容器里写入元素，写入操作完成之后，再将原容器的引用指向新的容器。

        好处是：保证了对 CopyOnWrite 集合容器写入操作时的线程安全，但同时并不会影响进行并发的读取操作。所以 CopyOnWrite 容器也是一种读写分离的思想。CopyOnWriteArrayList 相当于线程安全的 ArrayList ，内部存储结构采用 Object[] 数组，线程安全使用 ReentrantLock 加锁实现，允许多个线程并发读取，但只能有一个线程写入。

 

二、源码分析

add()方法

       添加新元素至集合时，会将当前数组Copy复制到新数组，并将新元素添加至新数组，最后替换原数组。执行过程中，使用ReentrantLock加锁，保证线程安全，避免多个线程复制数组。

  

set()方法 

       根据指定下标修改元素值，复制到新数组，在新数组中修改值，最后替换原数组。执行过程中，使用ReentrantLock加锁，保证线程安全，避免多个线程修改数组元素的值。

remove()方法 

        删除指定下标元素。根据指定下标，从原数组中Copy复制其它元素至新数组，最后替换原数组。

get()方法       

       根据指定下标，到原数组中读取元素。读取过程中不加锁，允许多个线程并发读取。但是如果读取的时候，有其它线程向集合中添加新元素，此时仍然读取到的是旧数据。因为添加操作没有对原数组加锁。

 三、小结

CopyOnWriteArrayList具有以下特性：

1. 在保证并发读取的前提下，确保了写入时的线程安全，使用ReentrantLock加锁；
2. 由于每次写入操作时，进行了Copy复制原数组，所以无需扩容，复制就是一种简单的扩容；
3. 适合读多写少的应用场景，比如缓存。由于add()、set() 、 remove()等修改操作需要复制整个数组，所以会有内存开销大的问题。所以在有写操作的情况下，CopyOnWriteArrayList性能不佳，而且如果容器容量较大的话容易造成溢出。
4. CopyOnWriteArrayList由于只在写入时加锁，所以只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性。

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