面试官问,你知道CopyOnWriteArrayList吗?

CopyOnWriteArrayList

相信有很多人对这个类比较陌生,是1.5版本之后java.util.concurrent包下了一个支持并发类,适用于读多写少的场景,它的实现原理很简单,我们一起来探索一下它是如何实现的。

我们看一下几个重要的属性

底层和ArrayList一样,都是用数组存储数据
private transient volatile Object[] array;
使用可重入锁保证原子操作
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

实现原理

我们配合源码介绍一下实现的原理

插入数据

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 先加锁,防止出现多个副本
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 生成一个副本,关键!!
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        // 新增数据
        newElements[len] = e;
        // 将引用指向修改后的数组,关键!!
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        // 记得释放锁
        lock.unlock();
    }
}

CopyOnWriteArrayList给我们提供了add方法新增一个数据,当然也有其他的add方法,比如(感兴趣的自己阅读源码就知道啦)

指定插入的位置
add(int index, E element);
addIfAbsent(E e);
addIfAbsent(E e, Object[] snapshot);

我们只要分析add方法,添加数据步骤如下:

  1. 先获取ReentrantLock锁
  2. 加锁(防止并发情况下多个线程创建多个副本)
  3. 将数据复制一份(CopyOnWriteArrayList实现了Cloneable接口,支持拷贝)
  4. 在新复制的数据上进行写操作,不影响读,起到读写分离的作用,这也就是支持读请求很高的原因
  5. setArray方法做的事情很简单,就是将引用指向修改后的数据,之后的读就都切到新的数据上了。

以上就是新增数据的流程,是不是很简单啊

读取数据

相比新增数据,读取数据就不值一提了,读数据不需要考虑并发,直接从array里读取数据即可,代码如下

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

private E get(Object[] a, int index) {
    return (E) a[index];
}

是不是简单的一批。

只要涉及到数据操作的方法,都会先加锁,然后复制一份数据,在新的数据上进行操作,操作完成后修改引用即可。

感兴趣的同学可以自行阅读源码,这里就不一一列举了。

总结

每个类的诞生都有自己适用的使用场景,并不是所有场景每个类都适用,CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的场景,在开发过程中我们可能不常,或者压根就不会用,所以很多小伙伴都不知道这个类的存在,但是呢,在面试过程中经常被问到,学到了就不怕了。

其实还存在很多其他的CopyOnWrite,感兴趣的自己在Idea搜一下就知道了。

我们主要学习的是一种思想,思想学到了,自然就会了。

知道得越多,不知道得越多

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