ConcurrentModificationException及CopyOnWriteArrayList

1.需求:

两个集合,第一个包含第二个,将第二个的数据在第一个中删除,得到第一个最终的数据

 public static void main(String[] args) {
        List<String> set1 = new ArrayList<>();
        set1.add("1");
        set1.add("1");
        set1.add("2");

        List<String> set2 = new ArrayList<>();
        set2.add("1");
        set2.add("2");
        List<String> diff = getSetDifference(set1, set2);

        System.out.println("相差的数字为:" + diff);
    }

    public static List<String> getSetDifference(List<String> set1, List<String> set2) {
        CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList(set1);
        CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteArrayList2 = new CopyOnWriteArrayList(set2);
        for (String integer : copyOnWriteArrayList) {
            for (String integer1 : copyOnWriteArrayList2) {
                if(integer.equals(integer1)){
                    copyOnWriteArrayList.remove(integer);
                    copyOnWriteArrayList2.remove(integer1);
                }
            }
        }
        return copyOnWriteArrayList;
    }

注:如果使用普通集合则会发生ConcurrentModificationException

2.总结:

CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发集合类中的一种线程安全的 List 实现

  • 原理:每当对 CopyOnWriteArrayList 进行修改操作(如添加、修改、删除等)时,都会创建一个新的底层数据副本。新的副本中包含了原有的数据以及进行修改的操作,而原有数据则保持不变。在修改操作完成之后,会将指向原有数据的引用指向新的副本,使得新的副本成为可见的,而原有数据则不可变。

  • 特点:
    (1)线程安全:CopyOnWriteArrayList 在写操作时使用了一种机制称为“写时复制”(Copy-On-Write),保证了并发修改的安全性。多个线程可以同时进行读操作,而不需要加锁。
    (2)没有并发性能问题:由于读操作不加锁,因此不存在读写冲突,可以并发执行读操作,提高了读的并发性能。
    (3)弱一致性:由于修改操作会复制整个底层数组,因此在修改操作完成前,读取操作可能仍然访问到旧的数据。
    (4)增删改效率低:由于修改操作需要创建一个新的副本,并且需要复制所有的元素,所以添加、修改、删除操作的效率较低。
    (5)适用于读多写少的场景:CopyOnWriteArrayList 适用于读多写少的场景,可以用于缓存、观察者模式等

3.应用:

(1)并发迭代器:CopyOnWriteArrayList 提供了一种并发迭代器,可以在迭代过程中对集合进行修改,而不会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

(2)缓存:由于读操作不需要加锁,并且可以并发执行,因此适用于缓存场景。多个线程可以同时从缓存中获取数据,当有写操作时,会创建一个新的副本,确保读操作不受影响。

(3)事件监听器:CopyOnWriteArrayList 可以用于事件监听器的管理,多个线程可以注册或注销事件监听器,而不需要额外的锁保护。在事件触发时,会对每个注册的监听器执行回调方法。

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