JDK并发工具类源码--CopyOnWriteArrayList

1.简介

CopyOnWriteArrayList是一个并发容器，它是一个线程安全且读操作无锁的ArrayList,写操作则通过创建底层的副本来实现，可以理解为一种读写分离的并发策略。
在多数情况下，我们的系统一般都是面对读多写少的并发情景。CopyOnWriteArrayList容器允许并发读，读操作是无锁的，性能较高。对于写操作，当向容器添加一个元素时，首先需要将当前容器复制一份，然后在副本上进行添加操作，之后在将原引用指向新容器。

2.方法

2.1 add

public boolean add(E e) {
        //ReentrantLock加锁，保证线程安全
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            //拷贝原容器，长度为原容器长度加一
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            //在新副本上执行添加操作
            newElements[len] = e;
            //将原容器引用指向新副本
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            //解锁
            lock.unlock();
        }
    }

添加的逻辑是先将原容器copy一份，然后在新副本上执行写操作，之后再切换引用，这个过程是要加锁的。

2.2 remove

 public E remove(int index) {
        //加锁
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            E oldValue = get(elements, index);
            int numMoved = len - index - 1;
            if (numMoved == 0)
                //如果要删除的是列表末端数据，拷贝前len-1个数据到新副本上，再切换引用
                setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
            else {
                //否则，将除要删除元素之外的其他元素拷贝到新副本中，并切换引用
                Object[] newElements = new Object[len - 1];
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
                                 numMoved);
                setArray(newElements);
            }
            return oldValue;
        } finally {
            //解锁
            lock.unlock();
        }
    }

删除操作将要删除元素之外的其他元素拷贝到新副本中，然后在切换引用，将原容器应用指向新副本。

2.3 get

public E get(int index) {
        return get(getArray(), index);
    }

CopyOnWriteArrayList的读操作是不用加锁的，性能很高。

3.总结

1.读操作的性能非常高，比较适用于读多写少的并发场景。
2.内存占用问题，每次进行写操作时，都要讲原容器拷贝一份，如果数据量大时，对内存的压力非常大。
3.无法保证实时性，不能满足强一致性，CopyOnWriteArrayList由于策略的原因，写和读分别作用在新老不同的容器上。