Java的CopyOnWriteArrayList操作详解

CopyOnWriteArrayList

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http://www.devze.com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Unsupportewww.devze.comdOperationException。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。

package com.lucky.concurrent.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CopyOnWriteArrayListDemo {
	/**
	 * 读线程
	 * @author wangjie
	 *
	 */
	private static class ReadTask implements Runnable {
		List<String> list;
		public ReadTask(List<String> list) {
			this.list = list;
		}
		public void run() {
			for (String str : list) {
				System.out.println(str);
			}
		}
	}
	/**
	 * 写线程
	 * @author wangjie
	 *
	 */
	private static class WriteTask implements Runnable {
		List<String> 编程客栈list;
		int index;
		public WriteTask(List<String> list, int index) {
			this.list = list;
			this.index = index;
		}
		public void run() {
			list.remove(index);
			list.add(index, "write_" + index);
		}
	}
	public void run() {
		final int NUM = 10;
		List<String> list = new ArrayList<String>();http://www.devze.com
		for (int i = 0; i < NUM; i++) {
			list.add("main_" + i);
		}
		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(NUM);
		for (int i = 0; i < NUM; i++) {
			executorService.execute(new ReadTask(list));
			executorService.execute(new WriteTask(list, i));
		}
		executorService.shutdown();
	}
	public static void main(String[] args) {
		new CopyOnWriteArrayListDemo().run();
	}
}

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：

/**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specifijsed by {@link Collection#add})
     */
    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();
	}
    }

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：

//		List<String> list = new ArrayList<String>();
		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。

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。

到此这篇关于Java的CopyOnWriteArrayList操作详解的文章就介绍到这了,更多相关CopyOnWriteArrayList操作内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)！