Java并发编程之CopyOnWriteArrayList知识整理

本文知识需要理解之前的文章ReentrantLock知识才能更好的理解CopyOnWriteArrayList的原理，因为它是基于ReentrantLock来实现并发安全的。

ArrayList不是一个线程安全的容器，多线程并发操作会造成数据不一致，Jdk官方提供了解决方案：CopyOnWriteArrayList，它是一个并发安全的容器，从名字可以看出来，如果要修改这个集合的时候，会拷贝一份出来修改，然后替换原理的数组。 下面我们通过查看源码来验证是否是这样实现的。

add方法：

//定义了一把全局锁final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();​//一个volatile修饰的数组，保证多线程之间可见。    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */private transient volatile Object[] array;    //以add方法为例子    都会先获取锁，然后拷贝一份数据进行修改，最后再替换原数组 其它修改集合的方法也类似。public boolean add(E e) {        final ReentrantLock lock = this.lock;        //操作数据前获取全局锁，这样保证不会有多个线程同时操作        lock.lock();        try {            Object[] elements = getArray();            int len = elements.length;            //从原数组拷贝数据到新数组            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);            //对新数组进行操作            newElements[len] = e;            //将新数组替换老数组            setArray(newElements);            return true;        } finally {            lock.unlock();        }    }

通过add源码看出，操作数组时先获取全局锁，再从旧数组拷贝数据到新数组，最后将新数组替换老数组，这样不会直接修改老数组里的数据。

get方法：

    private E get(Object[] a, int index) {        return (E) a[index];    }​    /**     * {@inheritDoc}     *     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}     */    public E get(int index) {        return get(getArray(), index);    }​    final Object[] getArray() {        return array;    }

通过get方法看出，get方法是直接读数组里的数据，也符合

CopyOnWriteArrayList类名的意思，只有写才会拷贝旧数组。

迭代器源码实现：

static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {        /** 快照数据 Snapshot of the array */        private final Object[] snapshot;        /** Index of element to be returned by subsequent call to next.  */        private int cursor; }  public Iterator<E> iterator() {        return new COWIterator<E>(getArray(), 0); }       

迭代器类使用了快照技术，不直接迭代原数组，因此不会有ConcurrentModificationException异常。

CopyOnWriteArrayList应用举例：

public class DriverManager {    // Jdbc驱动存储到CopyOnWriteArrayList    private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();}

总结一下：

CopyOnWriteArrayList 是线程安全的并发容器，多线程操作列表的场景可以使用，读多写少，有以下两个特点：

1、对数组的写操作加锁，读操作不加锁；

2、通过加锁 + 数组拷贝（空间换时间）+ volatile 来保证线程安全；

CopyOnWriteArrayList还是比较简单的，它利用了ReentrantLock技术，

java.util.concurrent并发包中有很多并发安全的容器都借助了

ReentrantLock技术来实现，比如阻塞队列BlockingQueue，闭锁CountDownLatch等等，后面文章将会一一来分析。

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