CopyOnWrite

原理分析

CopyOnWriteArrayList 采用了写入时拷贝的思想，增删改操作会将底层数组拷贝一份，在新数组上执行操作，不影响其它线程的并发读，读写分离
CopyOnWriteArraySet 底层对 CopyOnWriteArrayList 进行了包装，装饰器模式

public CopyOnWriteArraySet() { al = new CopyOnWriteArrayList<E>(); } 

• 存储结构：

  private transient volatile Object[] array; // volatile 保证了读写线程之间的可见性 

• 全局锁：保证线程的执行安全

  final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 

• 新增数据：需要加锁，创建新的数组操作

  public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; // 加锁，保证线程安全 lock.lock(); try { // 获取旧的数组 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; // 【拷贝新的数组（这里是比较耗时的操作，但不影响其它读线程）】 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); // 添加新元素 newElements[len] = e; // 替换旧的数组，【这个操作以后，其他线程获取数组就是获取的新数组了】 setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } } 

• 读操作：不加锁，在原数组上操作

  public E get(int index) { return get(getArray(), index); } private E get(Object[] a, int index) { return (E) a[index]; } 

  适合读多写少的应用场景

• 迭代器：CopyOnWriteArrayList 在返回迭代器时，创建一个内部数组当前的快照（引用），即使其他线程替换了原始数组，迭代器遍历的快照依然引用的是创建快照时的数组，所以这种实现方式也存在一定的数据延迟性，对其他线程并行添加的数据不可见

  public Iterator<E> iterator() { // 获取到数组引用，整个遍历的过程该数组都不会变，一直引用的都是老数组， return new COWIterator<E>(getArray(), 0); } // 迭代器会创建一个底层array的快照，故主类的修改不影响该快照 static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> { // 内部数组快照 private final Object[] snapshot; private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) { cursor = initialCursor; // 数组的引用在迭代过程不会改变 snapshot = elements; } // 【不支持写操作】，因为是在快照上操作，无法同步回去 public void remove() { throw new UnsupportedOperationException(); } }