大家在學(xué)習(xí)Java的過程中，或者工作中，始終都繞不開集合。在單線程環(huán)境下，ArrayList就可以滿足要求。多線程時(shí)，我們可以使用CopyOnWriteArrayList來保證數(shù)據(jù)安全。下面我們一起來看看CopyOnWriteArrayList類中的一些值得學(xué)習(xí)的方法。

CopyOnWriteArrayList是一個(gè)線程安全的ArrayList,對(duì)其進(jìn)行的修改操作都是在底層的一個(gè)復(fù)制的數(shù)組（快照）上進(jìn)行的，也就是使用了寫時(shí)復(fù)制策略實(shí)現(xiàn)的。

說明：代碼部分，均基于JDK1.8

寫時(shí)復(fù)制思想

CopyOnWrite, 簡(jiǎn)稱COW，顧名思義，就是寫入的時(shí)候?qū)?dāng)前集合復(fù)制一份副本出來，新寫入的值添加到副本集合里，再將原集合的引用指向新的副本集合。基于這個(gè)原理，就可以不加鎖實(shí)現(xiàn)并發(fā)讀，因?yàn)楫?dāng)前集合并不會(huì)添加元素，不會(huì)造成沖突。同樣的原理還應(yīng)用在MySQL中創(chuàng)建快照的過程。

/** * 將指定的元素追加到此列表的末尾 * * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { // 聲明可重入鎖 final ReentrantLock lock = this.lock; // 加鎖 lock.lock(); try { // 獲取當(dāng)前數(shù)組 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; // 復(fù)制當(dāng)前數(shù)組到一個(gè)新數(shù)組中 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); // 添加元素 newElements[len] = e; // 改變引用 setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } }二、刪除元素

ArrayList 遍歷過程中刪除的問題

大家在學(xué)習(xí)Java期間，一定都有過使用forEach遍歷ArrayList時(shí)刪除元素都會(huì)得到一個(gè)java.util.ConcurrentModificationException的錯(cuò)誤。這是因?yàn)樵贏rrayList的remove()方法中，有一個(gè)參數(shù)modCount 專門用來記錄修改的次數(shù)，每刪除一次就modCount++。在forEach遍歷集合時(shí)，首先會(huì)記錄final int expectedModCount = modCount，若是遍歷過程中發(fā)現(xiàn)expectedModCount!=modCount，則會(huì)拋出錯(cuò)誤。

下面來看看具體代碼

/** * 刪除元素 */ public E remove(int index) { // 檢查下標(biāo)是否越界 rangeCheck(index); // 記錄修改次數(shù) modCount++; // 待刪除的元素 E oldValue = elementData(index); // 待刪除元素下標(biāo)之后的數(shù)組長度 int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) // 刪除元素 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; } /** * forEach 方法 */ @Override public void forEach(Consumer<? super E> action) { Objects.requireNonNull(action); // 記錄modCount final int expectedModCount = modCount; @SuppressWarnings('unchecked') final E[] elementData = (E[]) this.elementData; final int size = this.size; // 遍歷時(shí)判斷modCount for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) { action.accept(elementData[i]); } // 不相同，拋出異常 if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } }

所以使用ArrayList時(shí)，如果你有遍歷刪除某個(gè)元素的場(chǎng)景，我們可以使用迭代器來刪除。

CopyOnWriteArrayList 的刪除

先來看看CopyOnWriteArrayList的remove()方法的源碼，整體邏輯與ArrayList的remove()方法一直，有區(qū)別的是沒有記錄修改次數(shù)，因?yàn)槊看蝿h除都是重新獲取的當(dāng)前數(shù)組。而forEach()方法在遍歷時(shí)也是獲取的當(dāng)前數(shù)組，因此在使用forEach遍歷時(shí)刪除元素不會(huì)拋出異常。

/** * 刪除元素 */ public E remove(int index) { final ReentrantLock lock = this.lock; // 加鎖 lock.lock(); try { // 獲取當(dāng)前數(shù)組 Object[] elements = getArray(); // 記錄數(shù)組的長度 int len = elements.length; // 記錄待刪除元素 E oldValue = get(elements, index); // 記錄待刪除元素后一個(gè)元素到尾節(jié)點(diǎn)的長度 int numMoved = len - index - 1; // 為0代表待刪除元素就在數(shù)組的末尾 if (numMoved == 0) setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1)); else { Object[] newElements = new Object[len - 1]; // 復(fù)制到新數(shù)組中 System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index); System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index, numMoved); // 改變引用 setArray(newElements); } return oldValue; } finally { lock.unlock(); } } /** * 遍歷方法 */ public void forEach(Consumer<? super E> action) { if (action == null) throw new NullPointerException(); // 獲取當(dāng)前數(shù)組 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; for (int i = 0; i < len; ++i) { @SuppressWarnings('unchecked') E e = (E) elements[i]; action.accept(e); } }

值得注意的是，CopyOnWriteArrayList的迭代器實(shí)現(xiàn)里的remove()方法會(huì)直接拋出異常，因此在使用迭代器遍歷元素時(shí)，不能刪除元素。

使用場(chǎng)景

基于原理，不難分析出CopyOnWriteArrayList適用于讀多寫少的并發(fā)環(huán)境

需要注意的點(diǎn)

因?yàn)槊看翁砑釉囟夹枰獜?fù)制一份副本，所以最好是使用批量添加，減少復(fù)制副本的次數(shù)

缺點(diǎn)

一、內(nèi)存占用問題。 因?yàn)?CopyOnWrite 的寫時(shí)復(fù)制機(jī)制，所以在進(jìn)行寫操作的時(shí)候，內(nèi)存里會(huì)同時(shí)駐扎兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，這一點(diǎn)會(huì)占用額外的內(nèi)存空間。

二、數(shù)據(jù)一致性問題。 由于 CopyOnWrite 容器的修改是先修改副本，所以這次修改對(duì)于其他線程來說，并不是實(shí)時(shí)能看到的，只有在修改完之后才能體現(xiàn)出來。如果你希望寫入的的數(shù)據(jù)馬上能被其他線程看到，CopyOnWrite 容器是不適用的。

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)包之CopyOnWriteArrayList類的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java并發(fā)包CopyOnWriteArrayList類內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！