Java并發(fā)-CopyOnWriteArrayList
前言
今天我們一起學(xué)習(xí)下java.util.concurrent并發(fā)包里的CopyOnWriteArrayList工具類。當(dāng)有多個線程可能同時遍歷、修改某個公共數(shù)組時候，如果不希望因使用synchronize關(guān)鍵字鎖住整個數(shù)組而影響性能，可以考慮使用CopyOnWriteArrayList。
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CopyOnWriteArrayList API
CopyOnWriteArrayList的定義如下：
public class CopyOnWriteArrayList
extends Object
implements List, RandomAccess, Cloneable, Serializable 它也屬于Java集合框架的一部分，是[ArrayList]()的線程安全的變體，跟ArrayList的不同在于：CopyOnWriteArrayList針對數(shù)組的修改操作（add、set等）是基于內(nèi)部拷貝的一份數(shù)據(jù)而進(jìn)行的。換句話說，即使在一個線程進(jìn)行遍歷操作時有其他線程可能進(jìn)行插入或刪除操作，我們也可以“線程安全”得遍歷CopyOnWriteArrayList。
例子1：插入（刪除）數(shù)據(jù)的同時進(jìn)行遍歷
CopyOnWriteArrayList的實現(xiàn)原理是，在一個線程開始遍歷（創(chuàng)建Iterator對象）時，內(nèi)部會創(chuàng)建一個“快照”數(shù)組，遍歷基于這個快照Iterator進(jìn)行，在遍歷過程中這個快照數(shù)組不會改變，也就不會拋出ConcurrentModificationException。如果在遍歷的過程中有其他線程嘗試改變數(shù)組的內(nèi)容，就會拷貝一份新的數(shù)據(jù)進(jìn)行變更，而后面再來訪問這個數(shù)組的線程，看到的就是變更過的數(shù)組。
創(chuàng)建一個CopyOnWriteArrayList數(shù)組numbers；
CopyOnWriteArrayListnumbers = new CopyOnWriteArrayList<>(new Integer[]{1, 3, 5, 78}); ?
創(chuàng)建一個遍歷器iterator；
Iteratoriterator = numbers.iterator(); ?
給numbers中增加（或刪除、修改）一個元素；
numbers.add(100);?
利用iterator遍歷數(shù)組的元素，發(fā)現(xiàn)遍歷的結(jié)果是Iterator對象創(chuàng)建之前的；
Listresult = new LinkedList<>(); iterator.forEachRemaining(result::add); assertThat(result).containsOnly(1, 3, 5, 78);
完整的例子如下：
package org.java.learn.concurrent.copyonwritearraylist;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
/**
* 作用:
* User: duqi
* Date: 2017/11/9
* Time: 11:20
*/
public class CopyOnWriteArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList numbers = new CopyOnWriteArrayList<>(new Integer[]{1, 3, 5, 78});
Iterator iterator = numbers.iterator();
numbers.add(100);
List result = new LinkedList<>();
iterator.forEachRemaining(result::add);
assertThat(result).containsOnly(1, 3, 5, 78);
Iterator iterator2 = numbers.iterator();
numbers.remove(3);
List result2 = new LinkedList<>();
iterator2.forEachRemaining(result2::add);
assertThat(result2).containsOnly(1, 3, 5, 78, 100);
}
} 例子2：不支持一邊遍歷一邊刪除
由于CopyOnWriteArrayList的實現(xiàn)機(jī)制——>修改操作和讀操作拿到的Iterator對象指向的不是一個數(shù)組，因此不支持基于Iterator對象的方法結(jié)果的刪除：public void remove();，例子代碼如下：
package org.java.learn.concurrent.copyonwritearraylist;
import java.util.Iterator;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
/**
* 作用: User: duqi Date: 2017/11/9 Time: 13:40
*/
public class CopyOnWriteArrayListExample2 {
public static void main(String[] args) {
try {
testExceptionThrow();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void testExceptionThrow() {
CopyOnWriteArrayList numbers = new CopyOnWriteArrayList<>(new Integer[]{1, 3, 5, 78});
Iterator integerIterator = numbers.iterator();
while (integerIterator.hasNext()) {
integerIterator.remove();
}
}
}
結(jié)論
CopyOnWriteArrayList適合使用在讀操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寫操作的場景里，比如緩存。發(fā)生修改時候做copy，新老版本分離，保證讀的高性能，適用于以讀為主的情況。
參考資料
- Guide to CopyOnWriteArrayList
- CopyOnWriteArrayList詳解
- 官方文檔：CopyOnWriteArrayList
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名稱欄目：Java并發(fā)-CopyOnWriteArrayList
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