CopyOnWriteArrayList源码分析

     CopyOnWriteArrayList类是高效的线程安全的类。线程安全是因为该类对于所有的修改方法都使用了加锁操作。高效是因为对于迭代操作是对原有集合的引用，避免了同步的开销。

     

 /** The lock protecting all mutators */
    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private volatile transient Object[] array;

   这两个成员变量是该类的核心，对集合所有的修改操作都需要使用lock加锁，array则是整个集合的数据储存部分，关键在于该array被声明为volatile，当一个线程对与线程中array副本的修改会立即同步到主内存中该变量中去。

  

 public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
        Object[] elements = c.toArray();
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elements.getClass() != Object[].class)
            elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);
        setArray(elements);
    }

再来看构造函数，构造函数会将传进来的集合通过Arrays.copyOf()方法转换成一个Object类型的数组，并用array成员变量存储起来。

再来说说add方法。

 public void add(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            if (index > len || index < 0)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                                    ", Size: "+len);
            Object[] newElements;
            int numMoved = len - index;
            if (numMoved == 0)
                newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            else {
                newElements = new Object[len + 1];
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                                 numMoved);
            }
            newElements[index] = element;
            setArray(newElements);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

在对数据进行插入之前，通过该lock.lock()方法对代码块加锁，通过比较index和length之间的位置，判断出需要移位的数目，最后通过System.arraycopy()方法，重新生产一个新的newElements数组，然后将该数组传递给array成员变量保存。

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

而get方法则是取得该线程当前拥有的array数组，不需要额外的同步开销。

为什么get方法不需要同步呢？这正是CopyOnWriteArrayList的高效之处，在多线程环境下，每一个线程中都有一个主内存中变量的拷贝，该拷贝反映的是此时此刻主内存中该集合的情况。当线程开始运行时，一个线程会修改该集合，例如使用add方法，这个时候该线程内部的array变量就会修改，由于该变量是volatile的，所以此时该线程中修改的值会被立即同步到主内存中该变量中去。但是如果一个线程是在这个修改之前创建的，那么该线程内部所拥有的程序变量array还是改变之前的。所有对于CopyOnWriteArrayList类中的读取操作可能并不能真实的反映出此时此刻主内存块中的变量的情况，因此也不需要同步的开销。