3 CopyOnWriteArrayList
Vector和synchronizedList锁粒度大,并发效率低,并且迭代时无法进行编辑。
回顾读写锁的设计规则:允许多个线程同时读取,只允许一个线程同时写入(即写写互斥、读写互斥)。而 CopyOnWriteArrayList设计理念是,读取完全不加锁,并且写入时不会阻塞读取操作,只有写写才需要同步等待。
3.1 一个小案例展示CopyOnWriteArrayList特性
public class CopyOnWriteArrayListIterator {
public static void main(String[] args) {
// List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("1");
list.add("3");
list.add("5");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(list);
String next = iterator.next();
System.out.println(next);
if ("3".equals(next)) {
list.add("100");
}
}
}
}
[1, 3, 5]
1
[1, 3, 5]
3
[1, 3, 5, 100]
5
- ArrayList迭代时,如果对列表进行结构修改,会触发Fail-Fast机制,抛出并发修改异常。
- CopyOnWriteArrayList在迭代时,可以对列表进行修改,但是迭代的结果集仍是修改之前的。
- 数据取决于迭代器生成的时候,而不会在迭代后更新。
3.2 源码分析
jdk8版本 add操作,使用ReentrantLock加锁,内部复制数组设置元素。
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();
}
}
jdk13版本改用了synchronized同步代码块,其他变动不大。
final transient Object lock = new Object(); // 锁
public boolean add(E e) {
synchronized (lock) {
Object[] es = getArray();
int len = es.length;
es = Arrays.copyOf(es, len + 1);
es[len] = e;
setArray(es);
return true;
}
}
get操作则没有任何加锁操作。
3.3 缺点与适用场景
CopyOnWriteArrayList的缺点:
- 数据一致性问题:CopyOnWriteArrayList容器只能保证数据的最终一致性,不能保证数据实时一致性。
- 内存占用问题:CopyOnWrite容器的特点是写操作复制机制,写操作时内存会有两个对象的内存。
适用场景:CopyOnWriteArrayList适用于读操作多,写入操作少的情况。