CopyOnWriteArrayList详解

来源：互联网发布：国外有淘宝吗编辑：程序博客网时间：2024/05/21 11:22

发表于5个月前(2013-10-08 11:54) 阅读（519） | 评论（0）8人收藏此文章, 我要收藏

CopyOnWriteArrayListthread CopyOnWriteArraySet

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。

view source
print?
01package com.lucky.concurrent.list;
02 
03import java.util.ArrayList;
04import java.util.List;
05import java.util.concurrent.ExecutorService;
06import java.util.concurrent.Executors;
07 
08public class CopyOnWriteArrayListDemo {
09    /**
10     * 读线程
11     * @author wangjie
12     *
13     */
14    privatestatic class ReadTask implements Runnable {
15        List<String> list;
16 
17        publicReadTask(List<String> list) {
18            this.list = list;
19        }
20 
21        publicvoid run() {
22            for(String str : list) {
23                System.out.println(str);
24            }
25        }
26    }
27    /**
28     * 写线程
29     * @author wangjie
30     *
31     */
32    privatestatic class WriteTask implements Runnable {
33        List<String> list;
34        intindex;
35 
36        publicWriteTask(List<String> list, intindex) {
37            this.list = list;
38            this.index = index;
39        }
40 
41        publicvoid run() {
42            list.remove(index);
43            list.add(index,"write_" + index);
44        }
45    }
46 
47    publicvoid run() {
48        finalint NUM = 10;
49        List<String> list =new ArrayList<String>();
50        for(int i = 0; i < NUM; i++) {
51            list.add("main_"+ i);
52        }
53        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(NUM);
54        for(int i = 0; i < NUM; i++) {
55            executorService.execute(newReadTask(list));
56            executorService.execute(newWriteTask(list, i));
57        }
58        executorService.shutdown();
59    }
60 
61    publicstatic void main(String[] args) {
62        newCopyOnWriteArrayListDemo().run();
63    }
64}

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：

view source
print?
01/**
02    * Appends the specified element to the end of this list.
03    *
04    * @param e element to be appended to this list
05    * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
06    */
07   publicboolean add(E e) {
08   finalReentrantLock lock = this.lock;
09   lock.lock();
10   try{
11       Object[] elements = getArray();
12       intlen = elements.length;
13       Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len +1);
14       newElements[len] = e;
15       setArray(newElements);
16       returntrue;
17   } finally {
18       lock.unlock();
19   }
20   }

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：

view source
print?
1//      List<String> list = new ArrayList<String>();
2        CopyOnWriteArrayList<String> list =new CopyOnWriteArrayList<String>();

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。

0 0