CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是ArrayList 的一個(gè)線(xiàn)程安全的變體，其中所有可變操作（add、set等等）都是通過(guò)對(duì)底層數(shù)組進(jìn)行一次新的復(fù)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

這一般需要很大的開(kāi)銷(xiāo)，但是當(dāng)遍歷操作的數(shù)量大大超過(guò)可變操作的數(shù)量時(shí)，這種方法可能比其他替代方法更 有效。在不能或不想進(jìn)行同步遍歷，但又需要從并發(fā)線(xiàn)程中排除沖突時(shí)，它也很有用。“快照”風(fēng)格的迭代器方法在創(chuàng)建迭代器時(shí)使用了對(duì)數(shù)組狀態(tài)的引用。此數(shù)組在迭代器的生存期內(nèi)不會(huì)更改，因此不可能發(fā)生沖突，并且迭代器保證不會(huì)拋出ConcurrentModificationException。創(chuàng)建迭代器以后，迭代器就不會(huì)反映列表的添加、移除或者更改。在迭代器上進(jìn)行的元素更改操作（remove、set和add）不受支持。這些方法將拋出UnsupportedOperationException。允許使用所有元素，包括null。

內(nèi)存一致性效果：當(dāng)存在其他并發(fā) collection 時(shí)，將對(duì)象放入CopyOnWriteArrayList之前的線(xiàn)程中的操作 happen-before 隨后通過(guò)另一線(xiàn)程從CopyOnWriteArrayList中訪(fǎng)問(wèn)或移除該元素的操作。

這種情況一般在多線(xiàn)程操作時(shí)，一個(gè)線(xiàn)程對(duì)list進(jìn)行修改。一個(gè)線(xiàn)程對(duì)list進(jìn)行fore時(shí)會(huì)出現(xiàn)java.util.ConcurrentModificationException錯(cuò)誤。

下面來(lái)看一個(gè)列子：兩個(gè)線(xiàn)程一個(gè)線(xiàn)程fore一個(gè)線(xiàn)程修改list的值。

package com.lucky.concurrent.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CopyOnWriteArrayListDemo {
	/**
	 * 讀線(xiàn)程
	 * @author wangjie
	 *
	 */
	private static class ReadTask implements Runnable {
		List<String> list;
		public ReadTask(List<String> list) {
			this.list = list;
		}
		public void run() {
			for (String str : list) {
				System.out.println(str);
			}
		}
	}
	/**
	 * 寫(xiě)線(xiàn)程
	 * @author wangjie
	 *
	 */
	private static class WriteTask implements Runnable {
		List<String> list;
		int index;
		public WriteTask(List<String> list, int index) {
			this.list = list;
			this.index = index;
		}
		public void run() {
			list.remove(index);
			list.add(index, "write_" + index);
		}
	}
	public void run() {
		final int NUM = 10;
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		for (int i = 0; i < NUM; i++) {
			list.add("main_" + i);
		}
		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(NUM);
		for (int i = 0; i < NUM; i++) {
			executorService.execute(new ReadTask(list));
			executorService.execute(new WriteTask(list, i));
		}
		executorService.shutdown();
	}
	public static void main(String[] args) {
		new CopyOnWriteArrayListDemo().run();
	}
}

從結(jié)果中可以看出來(lái)。在多線(xiàn)程情況下報(bào)錯(cuò)。其原因就是多線(xiàn)程操作結(jié)果：那這個(gè)種方案不行我們就換個(gè)方案。

用jdk自帶的類(lèi)CopyOnWriteArrayList來(lái)做容器。

這個(gè)類(lèi)和ArrayList最大的區(qū)別就是add(E) 的時(shí)候。容器會(huì)自動(dòng)copy一份出來(lái)然后再尾部add(E)。

看源碼：

/**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
	final ReentrantLock lock = this.lock;
	lock.lock();
	try {
	    Object[] elements = getArray();
	    int len = elements.length;
	    Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
	    newElements[len] = e;
	    setArray(newElements);
	    return true;
	} finally {
	    lock.unlock();
	}
    }

用到了Arrays.copyOf 方法。這樣導(dǎo)致每次操作的都不是同一個(gè)引用。也就不會(huì)出現(xiàn)java.util.ConcurrentModificationException錯(cuò)誤。

換了種方案看代碼：

//		List<String> list = new ArrayList<String>();
		CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();

也就把容器list換成了 CopyOnWriteArrayList，其他的沒(méi)變。

線(xiàn)程里面的list不用改。因?yàn)?CopyOnWriteArrayList實(shí)現(xiàn)的也是list<E> 接口。

其結(jié)果沒(méi)報(bào)錯(cuò)。 CopyOnWriteArrayList add(E) 和remove(int index)都是對(duì)新的數(shù)組進(jìn)行修改和新增。

所以在多線(xiàn)程操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)java.util.ConcurrentModificationException錯(cuò)誤。

所以最后得出結(jié)論：CopyOnWriteArrayList適合使用在讀操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寫(xiě)操作的場(chǎng)景里，比如緩存。

發(fā)生修改時(shí)候做copy，新老版本分離，保證讀的高性能，適用于以讀為主的情況。

到此這篇關(guān)于Java的CopyOnWriteArrayList操作詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)CopyOnWriteArrayList操作內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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