CopyOnWriteArrayList底层原理

╰+攻爆jí腚メ 2023-10-14 12:59 39阅读 0赞

## CopyOnWriteArrayList底层原理 ##

CopyOnWriteArrayList是java并发包中的一个非常有用的类，它的特点是线程安全，且在并发环境下读操作无锁，并发读性能很好。那么它是怎么做到的呢？

### 基本原理 ###

CopyOnWriteArrayList底层使用的是数组来存储元素的。在进行元素的修改操作时，它并没有在原有的数组上进行操作，而是先将当前的数组进行一次复制，然后在新的数组上进行修改，最后再将新的数组赋值给原数组。这就是为什么它叫CopyOnWriteArrayList。

代码实现如下：

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

可以看到，在添加元素时，首先获取了锁，然后复制数组，添加元素，最后再替换原数组。

### 使用方式 ###

public class CopyOnWriteArrayListTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            CopyOnWriteArrayList<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
            list.add(1);
            list.add(2);
            list.add(3);
            System.out.println(list);
        }
    }

运行代码，输出：`[1, 2, 3]`

### 性能分析 ###

由于每次修改操作都会进行数组复制，所以在元素数量较多时，性能会下降。但由于读操作无需加锁，所以在读多写少的场合，性能优于其他线程安全的List，比如Vector。

### 适用场景 ###

CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的并发场景。比如，实时消息推送，CopyOnWriteArrayList可以用于保存连接的WebSocket Session。

### 总结 ###

CopyOnWriteArrayList通过复制数组的方式，实现了写操作的线程安全和读操作的无锁并发，适用于读多写少的并发场景。