JAVA 源码之线程安全List

CopyOnWriteArrayList

• 线程安全版本ArrayList

• 新增元素

  public boolean add(E e) {
          final ReentrantLock lock = this.lock;
          lock.lock();//进行加锁
          try {
              Object[] elements = getArray();
              int len = elements.length;
              Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//元素组进行拷贝
              newElements[len] = e;//将新元素加入到新数组中
              setArray(newElements);//新数组重新赋值予原数组
              return true;
          } finally {
              lock.unlock();//释放锁
          }
      }
  

  • 每新加一个元素都会发生一次全数组拷贝
  • 通过add(index,element)增加元素类似
  • 类似于ArrayList通过addAll进行批量的增加效率要高于单个加入

• 元素的删除

      public E remove(int index) {
          final ReentrantLock lock = this.lock;
          lock.lock();//加锁
          try {
              Object[] elements = getArray();
              int len = elements.length;
              E oldValue = get(elements, index);
              int numMoved = len - index - 1;
              if (numMoved == 0)//当移除最后一个元素时
                  setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
              else {
                  Object[] newElements = new Object[len - 1];
                  System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);//分段拷贝
                  System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
                                   numMoved);
                  setArray(newElements);//元数据覆盖
              }
              return oldValue;
          } finally {
              lock.unlock();
          }
      }
  

  • 发生一次数组对象拷贝
  • 直接移除元素时，先找到其索引，然后通过以上方法进行移除
  • 同样批量删除的效率高于单个删除

• 内部类

  • COWIterator
    • next 向后访问
    • previous 向前访问
    • nextIndex 查看下一个索引值
    • previousIndex 前一个索引值
    • 不支持操作：remove，set，add
    • 取值过程不进行mod的检查
  • Spliterators.spliterator
  • COWSubList

• 特点

  • 变更操作基本是先拷贝出一个副本，操作副本完成后，用副本更新原数据

SynchronizedList

• 线程安全List

• 在get/set/add/remove/indexOf/sort 内部对象进行加锁处理

          public E get(int index) {
              synchronized (mutex) {return list.get(index);}
          }
  

• 加锁粒度比较大

两者对比

• CopyOnWriteArrayList在数据读上占据优势
• CopyOnWriteArrayList需要更大的内存空间
• SynchronizedList使用迭代器需要自己进行线程的同步