CopyOnWriteArrayList

写入时复制（CopyOnWrite）思想

　　写入时复制（CopyOnWrite，简称COW）思想是计算机程序设计领域中的一种优化策略。其核心思想是，如果有多个调用者（Callers）同时要求相同的资源（如内存或者是磁盘上的数据存储），他们会共同获取相同的指针指向相同的资源，直到某个调用者试图修改资源内容时，系统才会真正复制一份专用副本（private copy）给该调用者，而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的（transparently）。此做法主要的优点是如果调用者没有修改资源，就不会有副本（private copy）被创建，因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。

概括一下CopyOnWriteArrayList源码注释介绍了什么：

CopyOnWriteArrayList是线程安全容器(相对于ArrayList)，底层通过复制数组的方式来实现。
CopyOnWriteArrayList在遍历的使用不会抛出ConcurrentModificationException异常，并且遍历的时候就不用额外加锁
元素可以为null
CopyOnWriteArrayList底层就是数组，加锁就交由ReentrantLock来完成

`add()`方法

public boolean add(E e) {
    
    // 加锁
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        
        // 得到原数组的长度和元素
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        
        // 复制出一个新数组
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        
        // 添加时，将新元素添加到新数组中
        newElements[len] = e;
        
        // 将volatile Object[] array 的指向替换成新数组
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

====在添加的时候就上锁，并复制一个新数组，增加操作在新数组上完成，将array指向到新数组中，最后解锁。
对于remove()、clear()跟set()和add()是类似的

部分源码：

/** The lock protecting all mutators */
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */
private transient volatile Object[] array;
/**
 * Gets the array.  Non-private so as to also be accessible
 * from CopyOnWriteArraySet class.
 */
final Object[] getArray() {
    return array;
}
/**
 * Sets the array.
 */
final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

array 数组是被 volatile修饰的，修改后可其他线程可立即察觉到这个修改

volatile ：（挥发物、易变的）：变量修饰符，只能用来修饰变量。修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
transient：（暂短的、临时的）：修饰符，只能用来修饰字段。在对象序列化的过程中，标记为transient的变量不会被序列化。

总结：

在修改时，复制出一个新数组，修改的操作在新数组中完成，最后将新数组交由array变量指向。
写加锁，读不加锁

缺点：

内存占用：如果CopyOnWriteArrayList经常要增删改里面的数据，经常要执行add()、set()、remove()的话，那是比较耗费内存的
数据一致性问题。CopyOnWrite容器只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性

CopyOnWriteArrayList