并发容器之CopyOnWriteArrayList讲解
CopyOnWriteArrayList是JUC工具包中的一个工具类，是属于线程安全的，其所有可变操作（add、set等等）都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的，它的特点是读操作的时候是不加锁的，写操作的时候会加锁，保证数据安全。
一.原理分析：直接上源码
我们先看一下其构造方法：其无参构造方法中，实际就算创建了一个transient volatile Object[] array数组；
/** The array, accessed only via getArray/setArray. */
private transient volatile Object[] array;
/**
* Sets the array.
*/
final void setArray(Object[] a) {
array = a;
}
/**
* Creates an empty list.
*/
public CopyOnWriteArrayList() {
setArray(new Object[0]);
}
二.常用的方法
CopyOnWriteArrayList的方法有很多，本文仅分析一下常用的两个方法，其它更多的方法感兴趣的同学可以去细细品味一番，毕竟都是大神写的，读的越多，对提高自己的编码能力会有很大的帮助。
1.add()方法:
该方法实现了List的接口：boolean add(E e);
分析一下源码：在写入操作前，会使用当前类中的重入锁ReentrantLock对添加对象的逻辑进行加锁操作。
其加锁的逻辑是：先获取原理的数组elements ，计算出原数组的长度len，然后复制出一个新的数组，且长度在原数组的基础上+1；再将新数组下标为len（也就是新数组末尾）的值设置为要添加的对象e；最后再将新数组设置为最终数组对象。
/**
* 将指定的元素追加到此列表的末尾。
*/
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();
}
}
/**
* Sets the array.
*/
final void setArray(Object[] a) {
array = a;
}
2.get()方法
其原理就很简单了，直接调用内部的get方法，获取数组对应下标的值即可，且该操作是不加锁的。
@SuppressWarnings("unchecked")
private E get(Object[] a, int index) {
return (E) a[index];
}
/**
* {@inheritDoc}
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}
三.使用案例演示
package com.demo.spring.test.baseThread.并发容器;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* @Description: juc包中的线程并发容器
* @Author: yangshilei
*/
public class CopyOnWriteArrayListDemo implements Runnable{
// 创建一个静态类成员变量：CopyOnWriteArrayList
private static List<Integer> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
// 定义一个倒数计数器，方便控制后面main线程和该类线程的日志展示效果；
private CountDownLatch countDownLatch;
public CopyOnWriteArrayListDemo(CountDownLatch countDownLatch){
this.countDownLatch = countDownLatch;
}
@Override
public void run() {
synchronized (this){
// 如果不加锁，下面的输出结果可能会存在重复的值
copyOnWriteArrayList.add(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+copyOnWriteArrayList.size());
countDownLatch.countDown();
}
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(20);
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(50);
CopyOnWriteArrayListDemo demo = new CopyOnWriteArrayListDemo(countDownLatch);
try {
for(int i = 0;i<50;i++){
pool.execute(demo);
}
try {
// 此处进行线程等待，线程任务没有执行完成不打印下面main线程方法的输出结束语句。
countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("the end "+copyOnWriteArrayList.size());
}finally {
// 关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
}
输出结果：
pool-1-thread-1:1
pool-1-thread-3:2
pool-1-thread-4:3
pool-1-thread-7:4
pool-1-thread-2:5
pool-1-thread-3:6
pool-1-thread-1:7
pool-1-thread-20:8
pool-1-thread-19:9
pool-1-thread-16:10
pool-1-thread-15:11
pool-1-thread-12:12
pool-1-thread-12:13
pool-1-thread-11:14
pool-1-thread-5:15
pool-1-thread-8:16
pool-1-thread-8:17
pool-1-thread-8:18
pool-1-thread-8:19
pool-1-thread-8:20
pool-1-thread-8:21
pool-1-thread-5:22
pool-1-thread-11:23
pool-1-thread-11:24
pool-1-thread-11:25
pool-1-thread-11:26
pool-1-thread-11:27
pool-1-thread-11:28
pool-1-thread-11:29
pool-1-thread-11:30
pool-1-thread-11:31
pool-1-thread-11:32
pool-1-thread-12:33
pool-1-thread-15:34
pool-1-thread-16:35
pool-1-thread-19:36
pool-1-thread-20:37
pool-1-thread-1:38
pool-1-thread-3:39
pool-1-thread-2:40
pool-1-thread-7:41
pool-1-thread-4:42
pool-1-thread-9:43
pool-1-thread-10:44
pool-1-thread-6:45
pool-1-thread-8:46
pool-1-thread-14:47
pool-1-thread-17:48
pool-1-thread-13:49
pool-1-thread-18:50
the end 50
到此关于CopyOnWriteArrayList的分析就先告一段落了。
