今天就跟大家聊聊有关java项目中实现CopyOnWriteArrayList并发容器的原理是什么,可能很多人都不太了解,为了让大家更加了解,小编给大家总结了以下内容,希望大家根据这篇文章可以有所收获。
CopyOnWriteArrayList是Java并发包中提供的一个并发容器,它是个线程安全且读操作无锁的ArrayList,写操作则通过创建底层数组的新副本来实现,是一种读写分离的并发策略,我们也可以称这种容器为"写时复制器",Java并发包中类似的容器还有CopyOnWriteSet。本文会对CopyOnWriteArrayList的实现原理及源码进行分析。
实现原理
我们都知道,集合框架中的ArrayList是非线程安全的,Vector虽是线程安全的,但由于简单粗暴的锁同步机制,性能较差。而CopyOnWriteArrayList则提供了另一种不同的并发处理策略(当然是针对特定的并发场景)。
很多时候,我们的系统应对的都是读多写少的并发场景。CopyOnWriteArrayList容器允许并发读,读操作是无锁的,性能较高。至于写操作,比如向容器中添加一个元素,则首先将当前容器复制一份,然后在新副本上执行写操作,结束之后再将原容器的引用指向新容器。
优缺点分析
了解了CopyOnWriteArrayList的实现原理,分析它的优缺点及使用场景就很容易了。
优点:
读操作性能很高,因为无需任何同步措施,比较适用于读多写少的并发场景。Java的list在遍历时,若中途有别的线程对list容器进行修改,则会抛出ConcurrentModificationException异常。而CopyOnWriteArrayList由于其"读写分离"的思想,遍历和修改操作分别作用在不同的list容器,所以在使用迭代器进行遍历时候,也就不会抛出ConcurrentModificationException异常了
缺点:
缺点也很明显,一是内存占用问题,毕竟每次执行写操作都要将原容器拷贝一份,数据量大时,对内存压力较大,可能会引起频繁GC;二是无法保证实时性,Vector对于读写操作均加锁同步,可以保证读和写的强一致性。而CopyOnWriteArrayList由于其实现策略的原因,写和读分别作用在新老不同容器上,在写操作执行过程中,读不会阻塞但读取到的却是老容器的数据。
源码分析
基本原理了解了,CopyOnWriteArrayList的代码实现看起来就很容易理解了。
public boolean add(E e) { //ReentrantLock加锁,保证线程安全 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; //拷贝原容器,长度为原容器长度加一 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //在新副本上执行添加操作 newElements[len] = e; //将原容器引用指向新副本 setArray(newElements); return true; } finally { //解锁 lock.unlock(); } }
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