【Java 集合】之 CopyOnWriteArrayList

目录

• 一、CopyOnWrite 机制
• 二、CopyOnWriteArrayList

一、CopyOnWrite 机制

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1、CopyOnWrite 原理

CopyOnWrite 简称 COW，翻译为写时复制，它是一种读写分离思想的应用。当我们对一个容器进行修改操作（添加、删除、编辑）时候，不会直接对当前容器修改，而是先将当前容器进行 Copy，复制出一个新的容器，然后在这个新的容器里进行修改元素的操作，而后面进行的读操作则继续在旧容器中读取。 修改完之后，再将原容器的引用指向新的容器，而旧的容器则进行垃圾回收。

写时复制只对修改操作进行加锁（写锁），而对于读操作则不进行加锁，这样的好处是即不会造成并发修改异常，也不会影响并发读取操作。

2、CopyOnWrite 适用的场景

从 CopyOnWrite 原理可以知道，写时复制只适合读多写少的场景，比如用户的白名单、黑名单等等。

3、CopyOnWrite 的优缺点

优点：

读写分离保证了读操作的并发不受影响，进行编辑操作操作会复制一份进行修改不会对影响旧的容器数据，因此不会抛出并发修改异常。

缺点：

• 占用内存： 由于进行写操作时会对旧数据进行复制一份，如果原先的数据比较大的话会占用比较多的内存，可能造成频繁的 Yong GC 和 Full GC。针对内存占用问题，可以考虑使用其他的并发容器，如 ConcurrentHashMap。
• 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。所以如果你希望写入的的数据，马上能读到，请不要使用 CopyOnWrite 容器。

二、CopyOnWriteArrayList

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1、ArrayList 遍历过程中删除的问题

当我们使用 forEach 遍历 ArrayList 时删除元素都会得到一个java.util.ConcurrentModificationException 的错误。这是因为在 ArrayList 的 remove() 方法中，有一个参数 modCount 专门用来记录修改的次数，每删除一次就 modCount++。在 forEach 遍历集合时，首先会记录 final int expectedModCount = modCount，若是遍历过程中发现 expectedModCount!=modCount，则会抛出错误。

所以使用 ArrayList 时，如果你有遍历删除某个元素的场景，我们可以使用迭代器来删除。

2、CopyOnWriteArrayList 的原理

CopyOnWriteArrayList 就是写时复制的一种应用，用来保证线程数据安全。在遍历 CopyOnWriteArrayList 的过程中，如果要对其进行编辑操作的话，会复制一份新的数组容器对象用于编辑操作，在此过程中的读操作在获取的是原先的旧容器上的数据。这样就避免了在遍历的时候进行修改操作时抛出并发修改异常问题。

当编辑操作完成之后就会将旧容器的引用指向新的容器中，旧容器则会进行垃圾回收。

值得注意的是： CopyOnWriteArrayList 的迭代器实现里的 remove() 方法会直接抛出异常，因此在使用迭代器遍历元素时，不能删除元素。