CopyOnWriteArrayList原理解析

copyonwritearraylist是乙個執行緒安全的arraylist，對其進行的修改操作都是在底層的乙個複製的陣列（快照）上進行的，也就是使用了寫時複製策略。如圖所示是copyonwritearraylist的類圖結構：

上圖有個小瑕疵，lock 是包級私有，而不是 protected。

能夠看到，每個copyonwritearraylist物件都有乙個array陣列用來存放具體元素，而reentrantlock則用來保證只有乙個執行緒對array進行修改。reentrantlock本身是乙個獨佔鎖，同時只有乙個執行緒能夠獲取。接下來看一下其中的一些方法**。

共有三個建構函式：

public
copyonwritearraylist()
public
copyonwritearraylist
(e tocopyin)
//將傳入引數集合中的元素複製到本list中
public
copyonwritearraylist
(collection<
?extends
e> c)
setarray
(elements)
;}

setarray方法很簡單：

final
void
setarray
(object[
] a)

新增元素有很多方法，包括add(e e), add(int index, e element)等，原理基本上相同，所以我們只看add(e e)的原始碼。

public
boolean
add(e e)
finally
}

**很簡單，就是將原來的元素複製到了乙個新陣列中，且長度應該加1，然後在新陣列末尾加上要新增的元素，最後設定新陣列為自己的array。

使用e get(int index)方法獲取下標為index的元素：

public e get
(int index)
final object[
]getarray()
private e get
(object[
] a,
int index)

這個方法是執行緒不安全的，因為這個分成了兩步，分別是獲取陣列和獲取元素，而且中間過程沒有加鎖。假設當前執行緒在獲取陣列（執行getarray()）後，其他執行緒修改了這個copyonwritearraylist，那麼它裡面的元素就會改變，但此時當前執行緒返回的仍然是舊的陣列，所以返回的元素就不是最新的了，這就是寫時複製策略產生的弱一致性問題。

使用e set (int index, e element)修改list中指定元素的值，**如下：

public e set
(int index, e element)
else
return oldvalue;
}finally
}

使用public e remove(int index)方法，**如下：

public e remove
(int index)
return oldvalue;
}finally
}

也很簡單，就是將元素分兩次複製到新陣列中，然後設定array為新陣列。返回的是刪除的元素。

我們先看一下迭代器是怎麼使用的：

public
static
void
main
(string[
] args)

很簡單，那弱一致性是怎麼回事呢，它是指返回迭代器後，其他執行緒對list的增刪改對迭代器是不可見的。接下來看一下為什麼會這樣：

public iterator
iterator()
static
final
class
cowiterator
implements
listiterator
public
boolean
hasnext()
@suppresswarnings
("unchecked"
)public e next()

在呼叫iterator()方法後，會返回乙個cowiterator物件，cowiterator物件的snapshot變數儲存了當前list的內容，cursor是遍歷list時資料的下標。

那麼為什麼說snapshot是list的快找呢，明明傳的是引用。其實這就和copyonwritearraylist本身有關了，如果在返回迭代器後沒有對裡面的陣列array進行修改，則這兩個變數指向的確實是同乙個陣列；但是若修改了，則根據前面所講，它是會新建乙個陣列，然後將修改後的陣列複製到新建的陣列，而老的陣列就會被「丟棄」，所以如果修改了陣列，則此時snapshot指向的還是原來的陣列，而array變數已經指向了新的修改後的陣列了。這也就說明獲取迭代器後，使用迭代器元素時，其他執行緒對該list的增刪改不可見，因為他們操作的是兩個不同的陣列，這就是弱一致性。

接下來就演示一下這個現象：

public
class
copylist})
;        iterator
itr = arraylist.
iterator()
;        threadone.
start()
;        threadone.
join()
;while
(itr.
hasnext()
)            system.out.
println
(itr.
next()
);}}

執行結果如下，說明雖然執行緒threadone改變了這個list，但是獲取了迭代器後，它指向的還是舊的陣列，所以遍歷的時候還是舊的陣列內容。所以==獲取迭代器的操作必須在子執行緒操作之前進行。

hello alibaba welcome tohangzhou

copyonwritearraylist使用寫時複製策略保證list的一致性，而獲取–修改–寫入三個步驟不是原子性，所以需要乙個獨佔鎖保證修改資料時只有乙個執行緒能夠進行。另外，copyonwritearraylist提供了弱一致性的迭代器，從而保證在獲取迭代器後，其他執行緒對list的修改是不可見的，迭代器遍歷的陣列是乙個快照。

CopyOnWriteArrayList原理解析

CopyOnWriteArrayList原始碼解讀

CopyOnWriteArrayList 原始碼分析

CopyOnWriteArrayList原始碼分析

CopyOnWriteArrayList原理解析

CopyOnWriteArrayList原始碼解讀

CopyOnWriteArrayList 原始碼分析

CopyOnWriteArrayList原始碼分析

相關推薦