写时拷贝 Copy-On-Write

CopyOnWriteArrayList的内部也是一个数组，但这个数组是以原子方式被整体更新的。每次修改操作，都会新建一个数组，复制原数组的内容到新数组，在新数组上进行需要的修改，然后以原子方式设置内部的数组引用，这就是写时拷贝。

private volatile transient Object[] array;
final Object[] getArray() {     return array; }
final void setArray(Object[] a) {
   array = a;
}
transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

get和set方法没有加锁
每次修改都创建一个新数组，然后复制所有内容，这听上去是一个难以令人接受的方案，如果数组比较大，修改操作又比较频繁，可以想象，CopyOnWriteArrayList的性能是很低的。事实确实如此，CopyOnWriteArrayList不适用于数组很大，且修改频繁的场景。它是以优化读操作为目标的，读不需要同步，性能很高，但在优化读的同时就牺牲了写的性能。

之前我们介绍了保证线程安全的两种思路，一种是锁，使用synchronized或ReentrantLock，另外一种是循环CAS，写时拷贝体现了保证线程安全的另一种思路。对于绝大部分访问都是读，且有大量并发线程要求读，只有个别线程进行写，且只是偶尔写的场合，这种写时拷贝就是一种很好的解决方案。

写时拷贝是一种重要的思维，用于各种计算机程序中，比如经常用于操作系统内部的进程管理和内存管理。在进程管理中，子进程经常共享父进程的资源，只有在写时在复制。在内存管理中，当多个程序同时访问同一个文件时，操作系统在内存中可能只会加载一份，只有程序要写时才会拷贝，分配自己的内存，拷贝可能也不会全部拷贝，而只会拷贝写的位置所在的页，页是操作系统管理内存的一个单位，具体大小与系统有关，典型大小为4KB。

CopyOnWriteArraySet是基于CopyOnWriteArrayList实现的，与之HashSet/TreeSet相比，它的性能比较低，不适用于元素个数特别多的集合。如果元素个数比较多，可以考虑ConcurrentHashMap或ConcurrentSkipListSet.