1.简介
CopyOnWriteArrayList是一个并发容器,它是一个线程安全且读操作无锁的ArrayList,写操作则通过创建底层的副本来实现,可以理解为一种读写分离的并发策略。
在多数情况下,我们的系统一般都是面对读多写少的并发情景。CopyOnWriteArrayList容器允许并发读,读操作是无锁的,性能较高。对于写操作,当向容器添加一个元素时,首先需要将当前容器复制一份,然后在副本上进行添加操作,之后在将原引用指向新容器。
2.方法
2.1 add
public boolean add(E e) {
//ReentrantLock加锁,保证线程安全
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
//拷贝原容器,长度为原容器长度加一
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
//在新副本上执行添加操作
newElements[len] = e;
//将原容器引用指向新副本
setArray(newElements);
return true;
} finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
添加的逻辑是先将原容器copy一份,然后在新副本上执行写操作,之后再切换引用,这个过程是要加锁的。
2.2 remove
public E remove(int index) {
//加锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
E oldValue = get(elements, index);
int numMoved = len - index - 1;
if (numMoved == 0)
//如果要删除的是列表末端数据,拷贝前len-1个数据到新副本上,再切换引用
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
//否则,将除要删除元素之外的其他元素拷贝到新副本中,并切换引用
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
setArray(newElements);
}
return oldValue;
} finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
删除操作将要删除元素之外的其他元素拷贝到新副本中,然后在切换引用,将原容器应用指向新副本。
2.3 get
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}
CopyOnWriteArrayList的读操作是不用加锁的,性能很高。
3.总结
1.读操作的性能非常高,比较适用于读多写少的并发场景。
2.内存占用问题,每次进行写操作时,都要讲原容器拷贝一份,如果数据量大时,对内存的压力非常大。
3.无法保证实时性,不能满足强一致性,CopyOnWriteArrayList由于策略的原因,写和读分别作用在新老不同的容器上。