CopyOnWriteArrayList这是一个ArrayList的线程安全的变体。
原理大概可以通俗的理解为:
初始化的时候只有一个容器,长时间内容器数据、数量等没有发生变化的时候,多个线程都是读取(假设这段时间里只发生读取的操作)同一个容器中的数据,所以这样大家读到的数据都是唯一、一致、安全的。
往里面增加数据:CopyOnWriteArrayList 底层实现添加的原理是先copy出一个容器(可以简称副本),再往新的容器里添加这个新的数据,最后把新的容器的引用地址赋值给了之前那个旧的的容器地址,但是在添加这个数据的期间,其他线程如果要去读取数据,仍然是读取到旧的容器里的数据。
设计思想:
CopyOnWriteArrayList 就是通过 Copy-On-Write(COW),即写时复制的思想来通过延时更新的策略来实现数据的最终一致性,并且能够保证读线程间不阻塞。
缺点:
1、内存占用问题;
2、数据不能实时一致性:基于add时先行拷贝副本再修改引用的实现,所以CopyOnWrite 容器只能保证数据的最终一致性,不能保证数据的实时一致性。
应用场景:
随着元素数量和线程数量增加,CopyOnWriteArrayList在增加元素和删除元素时的性能下降非常明显,并且性能会比ArrayList低。
但在查找元素这点上随着线程数的增长,性能较ArrayList会好很多。例如在元素数量为1000、线程数量为100时,CopyOnWriteArrayList查找元素的性能大概为ArrayList的4倍。
根据这样的运行结果,在读多写少的并发场景中,CopyOnWriteArrayList较之ArrayList是更好的选择
关键代码:
get:get(int index) 没有加任何锁和同步机制
add:新增元素场景,会进行新数据的创建和拷贝;数组元素越大,耗时约久,性能越差
数组引用是 volatile 修饰的,因此将旧的数组引用指向新的数组,根据 volatile 的 happens-before 规则,写线程对数组引用的修改对读线程是可见的。
使用样例: