CopyOnWriteArrayList使用方法

在CopyOnWriteArrayList里处理写操作(包括add、remove、set等)是先将原始的数据通过JDK1.6的Arrays.copyof()来生成一份新的数组,然后在新的数据对象上进行写,写完后再将原来的引用指向到当前这个数据对象(这里应用了常识1),这样保证了每次写都是在新的对象上(因为要保证写的一致性,这里要对各种写操作要加一把锁,JDK1.6在这里用了重入锁),然后读的时候就是在引用的当前对象上进行读(包括get,iterator等),不存在加锁和阻塞,针对iterator使用了一个叫COWIterator的阉割版迭代器,因为不支持写操作,当获取CopyOnWriteArrayList的迭代器时,是将迭代器里的数据引用指向当前引用指向的数据对象,无论未来发生什么写操作,都不会再更改迭代器里的数据对象引用,所以迭代器也很安全(这里应用了常识2)。
 
CopyOnWriteArrayList中写操作需要大面积复制数组,所以性能肯定很差,但是读操作因为操作的对象和写操作不是同一个对象,读之间也不需要加锁,读和写之间的同步处理只是在写完后通过一个简单的“=”将引用指向新的数组对象上来,这个几乎不需要时间,这样读操作就很快很安全,适合在多线程里使用,绝对不会发生ConcurrentModificationException,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。




在那些遍历操作大大地多于插入或移除操作的并发应用程序中,一般用 CopyOnWriteArrayList 类替代 ArrayList 。如果是用于存放一个侦听器(listener)列表,例如在AWT或Swing应用程序中,或者在常见的JavaBean中,那么这种情况很常见(相关的 CopyOnWriteArraySet 使用一个 CopyOnWriteArrayList 来实现 Set 接口)。 


如果您正在使用一个普通的 ArrayList 来存放一个侦听器列表,那么只要该列表是可变的,而且可能要被多个线程访问,您就必须要么在对其进行迭代操作期间,要么在迭代前进行的克隆操作期间,锁定整个列表,这两种做法的开销都很大。当对列表执行会引起列表发生变化的操作时, CopyOnWriteArrayList 并不是为列表创建一个全新的副本,它的迭代器肯定能够返回在迭代器被创建时列表的状态,而不会抛出 ConcurrentModificationException 。在对列表进行迭代之前不必克隆列表或者在迭代期间锁定列表,因为迭代器所看到的列表的副本是不变的。换句话说, CopyOnWriteArrayList 含有对一个不可变数组的一个可变的引用,因此,只要保留好那个引用,您就可以获得不可变的线程安全性的好处,而且不用锁定列表。




 常用的是ArrayList,大家再熟悉不过了,简单说下重点,ArrayList的实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个ArrayList实例,而其中至少一个线程从结构上修改了列表,那么它必须 保持外部同步。(结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作,或者显式调整底层数组的大小;仅仅设置元素的值不是结构上的修改。).
 
  这一般通过对自然封装该列表的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedList 方法将该列表“包装”起来。这最好在创建时完成,以防止意外对列表进行不同步的访问:
        List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));
  此类的 iterator 和 listIterator 方法返回的迭代器是快速失败的:在创建迭代器之后,除非通过迭代器自身的 remove 或 add 方法从结构上对列表进行修改,否则在任何时间以任何方式对列表进行修改,迭代器都会抛出 ConcurrentModificationException。因此,面对并发的修改,迭代器很快就会完全失败,而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。
 
        注意,迭代器的快速失败行为无法得到保证,因为一般来说,不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。快速失败迭代器会尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此,为提高这类迭代器的正确性而编写一个依赖于此异常的程序是错误的做法:迭代器的快速失败行为应该仅用于检测 bug。
下面举一个发生ConcurrentModificationException异常的例子:
示例1:
List list = new ArrayList();
for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) {
    Object obj = iter.next();
    ...
    if(***) {
        list.remove(obj);
    }
}
在执行了remove方法之后,再去执行循环,iter.next()的时候,报java.util.ConcurrentModificationException(当然,如果remove的是最后一条,就不会再去执行next()操作了)
 
在这种情况下,CopyOnWriteArrayList就排上用场了,CopyOnWriteArrayList是ArrayList的一个线程安全的变体,即可在并发中使用。而它的可变操作都是通过对ArrayList中存储的数组通过一次新的复制来实现的。换用CopyOnWriteArrayList实现,可以避免这种情况的发生:
示例2:
List list = new CopyOnWriteArrayList();
for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) {
    Object obj = iter.next();
    ...
    if(***) {
        list.remove(obj);
    }
}
注:1.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。
       2.“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。
 

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