CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList

四个关注点

关 注 点	结 论
CopyOnWriteArrayList是否容许空	容许
CopyOnWriteArrayList是否容许重复数据	容许
CopyOnWriteArrayList是否有序	有序
CopyOnWriteArrayList是否线程安全	线程安全

首先提两点：

一、CopyOnWriteArrayList位于java.util.concurrent包下，可想而知，这个类是为并发而设计的

二、CopyOnWriteArrayList，顾名思义，Write的时候老是要Copy，也就是说对于CopyOnWriteArrayList，任何可变的操做（add、set、remove等等）都是伴随复制这个动做的，后面会解读CopyOnWriteArrayList的底层实现机制

对于CopyOnWriteArrayList来讲，增长、删除、修改、插入的原理都是同样的，话很少说，用源码和图进行演示：

1 public static void main(String[] args)
2 {
3     List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<Integer>();
4     list.add(1);
5     list.add(2);
6 }

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();
}
}

每一步都清楚地表示在图上了，一次add大体经历了几个步骤：

一、加锁

二、拿到原数组，获得新数组的大小（原数组大小+1），实例化出一个新的数组来

三、把原数组的元素复制到新数组中去

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

五、把Object array引用指向新数组

六、解锁

整个过程看起来比较像ArrayList的扩容。有了这个基础，咱们再来看一下第5行的add了一个整数2作了什么，这应该很是简单了，仍是画一张图来表示：

另外，插入、删除、修改操做也都是同样，每一次的操做都是以对Object[] array进行一次复制为基础的，若是上面的流程看懂了，那么研究插入、删除、修改的源代码应该不难。

为何要用CopyOnWriteArrayList而不用其余的？

这个就和 原子性和 一致性 有关，ArrayList 和 linkedList 首先线程不安全就不知足，还有一种vector ,虽说线程是安全的，可是不是绝对的安全，只是在单独的增、删、改时能够，可是在组合的时候就不行，因此这里应用了CopyOnWriteArrayList,说下它的优缺点：

缺点：安全性高那效率确定就不高，修改代价十分昂贵，每次修改都伴随着一次的数组复制；但同时优势也十分明显，就是在并发下不会产生任何的线程安全问题，也就是绝对的线程安全，这也是为何咱们要使用CopyOnWriteArrayList的缘由。

优势：

（1）读写分离

咱们读取CopyOnWriteArrayList的时候读取的是CopyOnWriteArrayList中的Object[] array，可是修改的时候，操做的是一个新的Object[] array，读和写操做的不是同一个对象，这就是读写分离。这种技术数据库用的很是多，在高并发下为了缓解数据库的压力，即便作了缓存也要对数据库作读写分离，读的时候使用读库，写的时候使用写库，而后读库、写库之间进行必定的同步，这样就避免同一个库上读、写的IO操做太多

（2）最终一致

对CopyOnWriteArrayList来讲，线程1读取集合里面的数据，未必是最新的数据。由于线程二、线程三、线程4四个线程都修改了CopyOnWriteArrayList里面的数据，可是线程1拿到的仍是最老的那个Object[] array，新添加进去的数据并无，因此线程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，可是对于以后的线程必定是一致的，它们拿到的Object[] array必定是三个线程都操做完毕以后的Object array[]，这就是最终一致。最终一致对于分布式系统也很是重要，它经过容忍必定时间的数据不一致，提高整个分布式系统的可用性与分区容错性。固然，最终一致并非任何场景都适用的，像火车站售票这种系统用户对于数据的实时性要求很是很是高，就必须作成强一致性的。

最后总结一点，随着CopyOnWriteArrayList中元素的增长，CopyOnWriteArrayList的修改代价将愈来愈昂贵，所以，CopyOnWriteArrayList适用于读操做远多于修改操做的并发场景中。