CopyOnWriteArrayList详解
CopyOnWriteArrayList是ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作（add、set等等）都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。
这一般需要很大的开销，但是当遍历操作的数量大大超过可变操作的数量时，这种方法可能比其他替代方法更 有效。在不能或不想进行同步遍历，但又需要从并发线程中排除冲突时，它也很有用。“快照”风格的迭代器方法在创建迭代器时使用了对数组状态的引用。此数组 在迭代器的生存期内不会更改，因此不可能发生冲突，并且迭代器保证不会抛出ConcurrentModificationException。创建迭代器 以后，迭代器就不会反映列表的添加、移除或者更改。在迭代器上进行的元素更改操作（remove、set和add）不受支持。这些方法将抛出 UnsupportedOperationException。允许使用所有元素，包括null。
内存一致性效果：当存在其他并发 collection 时，将对象放入CopyOnWriteArrayList之前的线程中的操作 happen-before 随后通过另一线程从CopyOnWriteArrayList中访问或移除该元素的操作。
这种情况一般在多线程操作时，一个线程对list进行修改。一个线程对list进行fore时会出现java.util.ConcurrentModificationException错误。
下面来看一个列子：两个线程一个线程fore一个线程修改list的值。
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package
com.lucky.concurrent.list;
import
java.util.ArrayList;
import
java.util.List;
import
java.util.concurrent.ExecutorService;
import
java.util.concurrent.Executors;
public
class
CopyOnWriteArrayListDemo {
/**
* 读线程
* @author wangjie
*
*/
private
static
class
ReadTask
implements
Runnable {
List<String> list;
public
ReadTask(List<String> list) {
this
.list = list;
}
public
void
run() {
for
(String str : list) {
System.out.println(str);
}
}
}
/**
* 写线程
* @author wangjie
*
*/
private
static
class
WriteTask
implements
Runnable {
List<String> list;
int
index;
public
WriteTask(List<String> list,
int
index) {
this
.list = list;
this
.index = index;
}
public
void
run() {
list.remove(index);
list.add(index,
"write_"
+ index);
}
}
public
void
run() {
final
int
NUM =
10
;
List<String> list =
new
ArrayList<String>();
for
(
int
i =
0
; i < NUM; i++) {
list.add(
"main_"
+ i);
}
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(NUM);
for
(
int
i =
0
; i < NUM; i++) {
executorService.execute(
new
ReadTask(list));
executorService.execute(
new
WriteTask(list, i));
}
executorService.shutdown();
}
public
static
void
main(String[] args) {
new
CopyOnWriteArrayListDemo().run();
}
}
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运行结果：
从结果中可以看出来。在多线程情况 下报错。其原因就是多线程操作结果：那这个种方案不行我们就换个方案。用jdk自带的类CopyOnWriteArrayList来做容器。这个类和 ArrayList最大的区别就是add(E) 的时候。容器会自动copy一份出来然后再尾部add(E)。看源码：
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/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
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();
}
}
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用到了Arrays.copyOf 方法。这样导致每次操作的都不是同一个引用。也就不会出现java.util.ConcurrentModificationException错误。
换了种方案看代码：
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// List<String> list = new ArrayList<String>();
CopyOnWriteArrayList<String> list =
new
CopyOnWriteArrayList<String>();
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也就把容器list换成了 CopyOnWriteArrayList，其他的没变。线程里面的list不用改。因为 CopyOnWriteArrayList实现的也是list<E> 接口。看结果：
其结果没报错。
CopyOnWriteArrayList add(E) 和remove(int index)都是对新的数组进行修改和新增。所以在多线程操作时不会出现java.util.ConcurrentModificationException错误。
所以最后得出结论：CopyOnWriteArrayList适合使用在读操作远远大于写操作的场景里，比如缓存。发生修改时候做copy，新老版本分离，保证读的高性能，适用于以读为主的情况。