CopyOnWriteArrayList源码 - wtstengshen/blog-page GitHub Wiki

####1，CopyOnWrite 是什么 CopyOnWrite，就是在写入/更新的时候，复制一份进行写入/更新操作。这样做的目的是不会影响读取的性能，同时读取不用加锁，但是写入和更新需要加锁处理，在一致性方面保证弱一致性。

CopyOnWriteArrayList的源码的核心在与一下两行代码：

    /** The lock protecting all mutators */
    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private volatile transient Object[] array;

其中ReentrantLock提供了在进行修改/插入/删除操作的加锁，volatile 类型的array，保证更新/删除/修改操作在内存中的可见性；

####2，分析CopyOnWriteArrayList的add操作

 public boolean add(E e) {
    // 注释（1）
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 注释（2）
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        // 注释（3）
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

代码分析如下： 1，首先add操作需要进行加锁，见注释（1）的代码，多线程环境只有获取锁成功才进行后续的操作，防止多个线程并发插入； 2，注释（2）的代码，对于add操作，首先把原有的数组进行Arrays的copy操作，拷贝成新的数组，然后add元素；这就是CopyOnWrite的操作，修改的时候先copy一份新的进行修改； 3，注释（3）的代码，把新copy完成的数组插入元素之后，调用setArray方法，其中setArray方法对volatile的array变量进行赋值操作，替换以前的

private volatile transient Object[] array;

数组内容，因为array是volatile修饰的，所以更改之后，对其他线程保证了内存的可见性；CopyOnWriteArrayList的修改操作通过加锁保证了并发插入的覆盖的问题，通过volatile变量保证了新copy的数组对内存的可见性；

####3，分析CopyOnWriteArrayList的get操作

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

其实get操作的代码很简单，就是从array变量中获取index操作的元素，而且get操作有可能出现IndexOutOfBoundsException的异常； get操作没有进行任何加锁，其实也不需要进行加锁操作，volatile修饰的array变量保证了内存的可见性，但是在多线程环境下，有可能获取完get操作之后，是一个不存在的元素，因为getArray()方法其实获取的是旧的array的数组；所以，get操作是一个弱一致性的操作；

####4，分析CopyOnWriteArrayList的size方法

public int size() {
        return getArray().length;
}

size方法更简单，直接获取array的length，所以这里获取的值也有能是不准确的；

CopyOnWriteArrayList的所有的查询操作，都是基于volatile 修饰的array的操作，查询的是当前的准确值，往后就有可能不准确的；但是在并发环境下，确实有可能线程A读取一个数据之后，线程B随后把他进行了删除或者修改操作，这样也是符合现实使用的情况的；同时因为CopyOnWriteArrayList是写的时候对副本进行copy操作，所有内存中有可能出现多个array副本的情况，类似与MVCC机制，如果并发更新/写入很多，会占用更多的内存，所以CopyOnWriteArrayList比较适用于读多，写少的环境，同时因为是基于副本对象进行遍历查询操作，所以在遍历并发修改的时候不会出现ConcurrentModificationException异常；