copyonwritearraylist

2月前发布

话说这个容器都说比较冷门,我自己也确实是没用过,但是在看各种面经的时候却经常见到。因此这篇文章适合正在找工作的你。

最近把名称改了,由java的架构师技术栈,改为了愚公要移山。觉得自己并不聪明,但是勤奋和努力还是少不了的。因此愚公适合自己。

OK。开始今天的文章。

一、简介

1、ArrayList非线程安全的缺陷

说到这个容器,从名字就可以看出,不得不说另外一个容器,也就是ArrayList。ArrayList是非线程安全的,也就是说在多个线程下进行读写,会出现异常。先举一个简单的例子,看看会出现什么问题,再来理解:

我们运行一下就会出现错误:

这里我们可以看到会抛出ConcurrentModificationException,这个异常是基于 fast-fail 机制的。不知道的可以私下了解一下。

上面这个案例说明了ArrayList使用的局限性,既然是非线程安全,那我们就使用一些机制把它变安全不就好了。变安全的方法有很多。比如说替换成Vector,再或者是使用 Collections,可以将 ArrayList 包装成一个线程安全的类。不过这两种方法也有很大的缺点,那就是他们使用的都是独占锁,独占式锁在同一时刻只有一个线程能够获取,效率太低。于是CopyOnWriteArrayList 应用而生了。

2、CopyOnWriteArrayList 介绍

(1)独占锁效率低:采用读写分离思想解决

既然独占锁的效率低下,那我们可以换一种方式,采用读写分离式的思想将读操作和写操作进行分开即可。

读操作不加锁,所有线程都不会阻塞。写操作加锁,线程会阻塞。

(2)写线程获取到锁,其他线程包括读线程阻塞

但是这时候又出现了另外一个问题了:写线程获取到锁之后,其他的读线程会陷入阻塞。

(3)复制思想:解决问题2

这咋办呢?我们可以再转化一下思想:

当我们往一个容器添加元素的时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行 Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,添加完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器。

这时候会抛出来一个新的问题,也就是数据不一致的问题。如果写线程还没来得及写会内存,其他的线程就会读到了脏数据。

这就是CopyOnWriteArrayList 的思想和原理。就是拷贝一份写。所以使用条件也很局限,那就是在读多写少的情况下比较好。

二、源码分析(基于JDK1.8)

既然CopyOnWriteArrayList 主要是针对的读写操作,我们可以看看这两个方法的源码是如何实现的。

1、get方法

整个读的过程没有添加任何锁,就是普通的数组获取。

2、add方法

写操作添加了一个锁ReentrantLock,这个锁我们可以决定在什么时候加锁和释放更加灵活。保证了写操作线程安全。能够体现Copy的思想代码是 Arrays.copyOf(elements, len + 1);也就是数组复制了一份,最后setArray回去。

三、总结

这个容器很简单,虽然是采用了读写分离的思想,但是却有很大不同,不同之处在于copy。

1、读写锁

读线程具有实时性,写线程会阻塞。解决了数据不一致的问题。但是读写锁依然会出现读线程阻塞等待的情况

2、CopyOnWriteArrayList

读线程具有实时性,写线程会阻塞。不能解决数据不一致的问题。但是CopyOnWriteArrayList 不会出现读线程阻塞等待的情况

OK,今天的文章先写到这。因为简单比较短。

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