CopyOnWriteArrayList技术探究-阿里云开发者社区

CopyOnWriteArrayList技术探究

2024-09-25 206

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简介： CopyOnWriteArrayList 是java.util.concurrent的并发类，线程安全，遵循写时复制的原则（CopyOnWrite）。通过“写入时复制”（Copy-On-Write, COW）的策略来保证集合的线程安全，适用于读多写少的并发场景。

工作原理

CopyOnWriteArrayList 是java.util.concurrent的并发类，线程安全，遵循写时复制的原则（CopyOnWrite）。通过“写入时复制”（Copy-On-Write, COW）的策略来保证集合的线程安全，适用于读多写少的并发场景。

CopyOnWriteArrayList 在每次修改操作时（如添加、删除、设置等），都会通过复制底层数组来创建一个新的数组，并在这个新数组上进行修改，然后将原数组的引用指向这个新数组。这样，在修改过程中，迭代器和其他分割器（spliterator）可以继续安全地遍历原数组，因为它们不会受到修改操作的影响。

优点

线程安全：通过内部机制保证了线程安全，无需外部同步。
读操作性能高：读操作不会加锁，且多个读操作可以并发执行，因此读操作的性能非常高。

缺点

内存占用高：每次修改操作都需要复制整个底层数组，这会导致大量的内存占用，特别是在数组较大且修改频繁时。
写操作性能低：写操作（添加、删除、设置等）涉及数组的复制，因此写操作相对较慢，且写操作的性能会随着数组容量的增加而下降。

使用场景

读多写少的并发场景。
遍历操作远多于修改操作的场景。
在需要线程安全的列表，但又不想因为使用 Vector 而导致性能下降时。

示例代码

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;  
  
public class CopyOnWriteArrayListExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();  
  
        // 线程1添加元素  
        Thread t1 = new Thread(() -> {  
            for (int i = 0; i < 10; i++) {  
                list.add("Element " + i);  
                try {  
                    Thread.sleep(100); // 模拟耗时操作  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        });  
  
        // 线程2遍历元素  
        Thread t2 = new Thread(() -> {  
            for (String s : list) {  
                System.out.println(s);  
            }  
        });  
  
        t1.start();  
        t2.start();  
  
        try {  
            t1.join();  
            t2.join();  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}