juc之CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet (一)

• CopyOnWrite的意思是​​写时复制​​，简单的说就是在对容器操作时，不是直接进行操作，而是先将容器复制一份，对新的容器操作后，再用新的容器覆盖原来的容器。
• CopyOnWrite可以实现并发读操作，因为容器的写操作不会读当前容器造成影响。
• CopyOnWrite的​​写操作需要加锁​​，不然n个写操作就会有n个容器副本，并且这n个副本会进行覆盖，最终只有1个副本的操作生效。
• CopyOnWrite可以保证数据的​​最终一致性​​，但是无法保证实时一致性。
• CopyOnWrite适合于​​读多写少​​​的小对象场景，因为写操作通过对象复制来完成，频繁的复制或者大对象的复制都会​​占用大量内存​​

文章目录

• ​​1.CopyOnWriteArrayList​​
• ​​2.CopyOnWriteArraySet​​

1.CopyOnWriteArrayList

属性

/** The lock protecting all mutators */
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */
private transient volatile Object[] array;

CopyOnWriteArrayList只有两个成员变量，分别是锁lock和元素数组array。

写操作

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

复制数组，插入元素后，覆盖原数组。add属于写操作，需要加锁处理。
remove等写操作的方法与该方法类似。

读操作

public int indexOf(E e, int index) {
    Object[] elements = getArray();
    return indexOf(e, elements, index, elements.length);
}
private static int indexOf(Object o, Object[] elements,
                          int index, int fence) {
   if (o == null) {
       for (int i = index; i < fence; i++)
           if (elements[i] == null)
               return i;
   } else {
       for (int i = index; i < fence; i++)
           if (o.equals(elements[i]))
               return i;
   }
   return -1;
}

方法和ArrayList的indexOf方法基本类似，不需要什么额外的操作处理。
get, lastIndexOf等读操作的方法类似。

CopyOnWriteArrayList为什么并发安全且性能比Vector好

Vector是增删改查方法都加了synchronized, CopyOnWriteArrayList 只是在增删改上加锁，但是读不加锁

2.CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet使用了delegate设计模式，以CopyOnWriteArrayList类型的al作为成员变量，所有的操作都经由al进行。

private final CopyOnWriteArrayList<E> al;

CopyOnWriteArraySet是set类型的，元素不能重复

CopyOnWriteArraySet#add(E)

public boolean add(E e) {
   return al.addIfAbsent(e);
}

CopyOnWriteArrayList#addIfAbsent()

public boolean addIfAbsent(E e) {
        Object[] snapshot = getArray();
        return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false :
            addIfAbsent(e, snapshot);
    }

​​​CopyOnWriteArraySet​​​继承了​​AbstractSet​​​，跟​​HashSet​​​一样只有​​增删​​​，没有​​改查​​，增删原理也就是调用CopyOnWriteArrayList的增删方法，只不过增的时候需要判断一下List中是否存储该元素。