日常记录——多线程与高并发—并发容器List实现类vector和CopyOnWriteArrayList

一、简介

1.vector：JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable这些接口。底层是数组结构，默认长度为10，每次扩容翻倍。Vector中的操作是线程安全的。因为大部分方法都使用synchronized修饰。
例如add方法：

 public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }

get方法：

public synchronized E get(int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        return elementData(index);
    }

2.CopyOnWriteArrayList：JDK 1.5引入，一个线程安全的List实现类，底层为数据，在写入时加锁后复制一个比原来长度多一的数据，然后将写入数据添加到末尾，读的时候无锁共享。
add方法：添加元素时加锁，复制时内存占用翻倍。

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();
        }
    }

get方法：不加锁

public E get(int index) {
        return get(getArray(), index);
    }

注意：如果在t1线程读的时候，t2线程在写入，就会造成t1读的数据是t2放入之前的数据，所以只能保证最终的数据一致性，并不能保证数据的实时性。

二、代码举例

说明：创建两个线程分别向CopyOnWriteArrayList、Vector、ArrayList容器对象添加10000个元素，最后打印容器长度。CopyOnWriteArrayList结果：20000，Vector结果：20000，ArrayList：<20000（添加元素方法不是同步的），或者数组越界异常（两个线程在需要扩容的时候，t1执行了扩容，t2判断长度够用，直接放入元素，但t1只扩容了自己的位置，1个位置两个线程都要放元素，一个放完，另一个就抛出异常）。

public class synList {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<Integer> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
        Vector<Integer> vector = new Vector<>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        new Thread(() ->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                copyOnWriteArrayList.add(new Integer(i));
            }
        }).start();
        new Thread(() ->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                copyOnWriteArrayList.add(new Integer(i));
            }
        }).start();

        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(copyOnWriteArrayList.size());
    }
}

三、vector和CopyOnWriteArrayList对比

1.vector：锁粒度大，排它锁，性能较低，但保证数据一致性。
2.CopyOnWriteArrayList：内存占用高，只能保证最终的数据一致性，并不能保证数据的实时性，但在读多写少的场景中效率高。