CopyOnWriteArrayList

Posted 2020-09-26

文章摘抄自http://www.cnblogs.com/xrq730/p/5020760.html

1.CopyOnWriteArrayList位于java.util.concurrent包下，这个类为并发而设计

2.CopyOnWriteArrayList,写入时复制.另外的线程对这个list写入时,包括add,set,remove时,都会复制一个副本数组,对这个副本进行写入.

3.允许空,有序,可重复,线程安全

4.源代码

public class CopyOnWriteArrayList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 8673264195747942595L;
 
    /** The lock protecting all mutators */
    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 
    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private volatile transient Object[] array;
    ...
}

public CopyOnWriteArrayList() {
    setArray(new Object[0]);
}

final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

5.add方法的源码　

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();
}
}　　

加锁.

拿到原数组，得到新数组的大小（原数组大小+1），实例化出一个新的数组来把原数组的元素复制到新数组中去

新数组最后一个位置设置为待添加的元素（因为新数组的大小是按照原数组大小+1来的）

把Object array引用指向新数组

解锁

6.注意

CopyOnWriteArrayList的缺点，就是修改代价十分昂贵，每次修改都伴随着一次的数组复制；但同时优点也十分明显，就是在并发下不会产生任何的线程安全问题

读写分离

我们读取CopyOnWriteArrayList的时候读取的是CopyOnWriteArrayList中的Object[] array，但是修改的时候，操作的是一个新的Object[] array，读和写操作的不是同一个对象，这就是读写分离。这种技术数据库用的非常多，在高并发下为了缓解数据库的压力，即使做了缓存也要对数据库做读写分离，读的时候使用读库，写的时候使用写库，然后读库、写库之间进行一定的同步，这样就避免同一个库上读、写的IO操作太多

最终一致

对CopyOnWriteArrayList来说，线程1读取集合里面的数据，未必是最新的数据。因为线程2、线程3、线程4四个线程都修改了CopyOnWriteArrayList里面的数据，但是线程1拿到的还是最老的那个Object[] array，新添加进去的数据并没有，所以线程1读取的内容未必准确。不过这些数据虽然对于线程1是不一致的，但是对于之后的线程一定是一致的，它们拿到的Object[] array一定是三个线程都操作完毕之后的Object array[]，这就是最终一致。最终一致对于分布式系统也非常重要，它通过容忍一定时间的数据不一致，提升整个分布式系统的可用性与分区容错性。当然，最终一致并不是任何场景都适用的，像火车站售票这种系统用户对于数据的实时性要求非常非常高，就必须做成强一致性的。