CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是怎么实现写有锁,读无锁,读写之间不堵塞的?(加强版读写分离源码剖析)

CopyOnWriteArrayList是ArrayList的线程安全版本,从名字推测,CopyOnWriteArrayList是在有写操作的时候会copy一份数据,然后写完再设置成新的数据。CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的并发场景。而CopyOnWriteArraySet也是线程安全的Set版本,也是CopyOnWriteArrayList来代理读写分离的,而且还保留了Set的特性(无序、无下标)。那么我就去介绍他们的其中一个CopyOnWriteArrayList!

CopyOnWriteArrayList思想

我们考虑这么一个问题,比如我在写一篇博客或者是修改一篇博客,其实我正在修改只是没有点击保存重新发布而已,所以你们看到的就是我没有修改之前的那一篇(旧数组)。只要这时我写完了修改完了,点击保存(替换地址),而这时你们看的就是我新修改完后的博客(替换地址后的新数组)了!

因为无计其数的读者正在读同一篇博客,他们之间肯定是不可以阻塞的!假如阻塞的话,就面临排队读博客了(举个例子,不是现实)!而且我们还得保证博主在修改博客的时候,读者还能读到博客内容,这时候就需要读写分离了(读与写同时并发,互不影响)!即原生操作实现写有锁,读无锁,读写之间不堵塞的效果!

CopyOnWriteArrayList简单介绍

  • 线程安全的ArrayList,加强版读写分离
  • 写有锁,读无锁,读写之间不堵塞,优于读写锁
  • 写入时,先copy一个容器副本、再添加新元素,最后替代引用
  • 使用方式与ArrayList无异

CopyOnWriteArrayList使用

	//与普通ArrayList使用方式无异
	List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
	list.add("Ziph");

CopyOnWriteArrayList源码剖析

我们知道,CopyOnWriteArrayList是读写操作分离的,我们肯定还得去拿add方法说事!看源码~

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();
    }
}

首先,add方法是添加为集合添加元素的方法,他在方法内加了一把锁(lock),来保障线程是安全的。那么进入源码的操作内!接下来是这一部分:

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

Object[] elements = getArray();

一个Object类型的数组element(意为元素)获得了一个数组,即:getArray();点击去是这样的~

final Object[] getArray() {
    return array;
}
final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

而且我们看还有一个setArray方法!

Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
newElements[len] = e;
setArray(newElements);

其实这些操作分析起来很简单,就是拿到了一个Object类型数组(可以存放任何类型),得到数组的长度,copy一个数组长度比它大1的新数组。其次将传入的参数e插入到了新数组的扩容后的最后一个位置上,最后setArray把新地址替换原地址,实现写操作!

return true;
lock.unlock();

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