多线程并发编程10-CopyOnWriteArrayList源码剖析

    今天来说一说CopyOnWriteArrayList类，纵观JUC包下并发List只有CopyOnWriteArrayList类。CopyOnWriteArrayList是一个线程安全的ArrayList，从它的命名也能看出在进行写操作的时候会进行复制，这种写时复制策略会产生弱一致性问题。下面对CopyOnWriteArrayList类继续剖析。

    在CopyOnWriteArrayList类中都是围绕着以下两个成员变量进行操作的：

final transient ReentrantLock lock =new ReentrantLock();

private transient volatile Object[] array;

lock独占锁对象，保证同时只能有一个线程对array数据进行写操作。关于ReentrantLock独占锁的结束点这里。

array数组用来存放具体的元素，用关键字volatile修饰保证了内存的可见性。

    下面对CopyOnWriteArrayList常用方法进行源码剖析。

add(E var1)

    首当其冲的当然是添加操作，CopyOnWriteArrayList的add方法使用ReentrantLock保证同一时间只有一个线程对array进行操作，在进行添加元素会先创建一个新数组，拷贝array数组中的所有元素，并将新增元素添加到新数组之后再复制给array数组。由于每次新增都会创建一个新数组并且长度是原数组长度加1，所有CopyOnWriteArrayList是无界的。

public boolean add(E var1) {

//（1）

ReentrantLock var2 =this.lock;

    var2.lock();

    boolean var6;

    try {

Object[] var3 =this.getArray();

        int var4 = var3.length;

//（2）

        Object[] var5 = Arrays.copyOf(var3, var4 +1);

        var5[var4] = var1;

//（3）

        this.setArray(var5);

        var6 =true;

    }finally {

//（4）

var2.unlock();

    }

return var6;

}

（1）获取独占锁对象，保证只有一个线程进行array数组的写操作。

（2）创建一个新数组，长度是array数组长度加1，并将array数组中的元素拷贝到新数组中。将新数组的最后一个元素赋值为需要增加的元素。

（3）将新数组赋值个array数组。

（4）释放独占锁对象，注意：在开发使用中也需要向上述源码一样在finally中进行锁的释放，确保即使发生异常也对锁进行释放。

remove(int var1)

    由于remove(Object var1) 、remove(Object var1, Object[] var2, int var3)方法原理都是一样的，所以下面就对remove(int var1)源码进行剖析。

    删除array数组中指定下标的元素，首先获取独占锁，保证同一时间只有一个线程对array数据进行写操作，然后获取数组中要被删除的元素，并把剩余的元素复制到一个新数组，将新数组赋值为array数组，最后释放锁。

public E remove(int var1) {

//（1）

ReentrantLock var2 =this.lock;

    var2.lock();

    Object var11;

    try {

Object[] var3 =this.getArray();

        int var4 = var3.length;

//（2）

        Object var5 =this.get(var3, var1);

        int var6 = var4 - var1 -1;

//（3）

        if (var6 ==0) {

this.setArray(Arrays.copyOf(var3, var4 -1));

        }else {

Object[] var7 =new Object[var4 -1];

            System.arraycopy(var3, 0, var7, 0, var1);

            System.arraycopy(var3, var1 +1, var7, var1, var6);

            this.setArray(var7);

        }

var11 = var5;

    }finally {

//（4）

var2.unlock();

    }

return var11;

}

（1）获取独占锁，保证只有一个线程进行写操作。

（2）获取指定下标的元素。

（3）判断要删除的是否为最后一个元素，把除需要删除的元素之外的元素拷贝到一个新数组，并将新数组赋值给array数组。

（4）最终释放独占锁。 

get(int var1)

    获取指定下标的元素，该方法并没有进行加锁同步，所以在获取元素的时候可能该元素已经被其他线程删除了，这就是CopyOnWriteArrayList类中写时复制策略产生的弱一致性问题。

public E get(int var1) {

return this.get(this.getArray(), var1);

}

final Object[] getArray() {

return this.array;

}

private E get(Object[] var1, int var2) {

return var1[var2];

}

    从上面的源码介绍中可以知道，对CopyOnWriteArrayList类的写操作都会创建一个新的数组并对原数组的元素进行拷贝，当在写频繁并元素多的情况下CopyOnWriteArrayList的性能可想而知，并且还有一致性的问题，所以在实现开发中并不会怎么用到CopyOnWriteArrayList类。

    今天的分享就到这，有看不明白的地方一定是我写的不够清楚，所有欢迎提任何问题以及改善方法。