java并发面试常识之copyonwrite

简介: 今天在网上看到一个问题,问除了加锁之外有没有其他方法来保证线程安全。楼下很多回答copyonwrite机制。这个问题回答有很多,但是copyonwrite的回答有点误导人。

今天在网上看到一个问题,问除了加锁之外有没有其他方法来保证线程安全。楼下很多回答copyonwrite机制。这个问题回答有很多,但是copyonwrite的回答有点误导人。

copyonwrite机制

和单词描述的一样,他的实现就是写时复制, 在往集合中添加数据的时候,先拷贝存储的数组,然后添加元素到拷贝好的数组中,然后用现在的数组去替换成员变量的数组(就是get等读取操作读取的数组)。这个机制和读写锁是一样的,但是比读写锁有改进的地方,那就是读取的时候可以写入的 ,这样省去了读写之间的竞争,看了这个过程,你也发现了问题,同时写入的时候怎么办呢,当然果断还是加锁。

java中的copyonwrite

java中提供了两个利用这个机制实现的线程安全集合。copyonwritearraylist,copyonwritearrayset。看名字就大概猜到他们之间的关系,copyonwritearrayset的底层实现是copyonwritearraylist。我们接下来看看java的实现。

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

get的方法就是普通集合的get没有什么特殊的地方,但是成员变量的声明还是有讲究的,是个用volatile声明的数组,这样就保证了读取的那一刻读取的是最新的数据。

private transient volatile Object[] array;

接下来重点就是add方法了。下面的代码可以明显看出是明显需要reentrantlock加锁的,接下来就是复制数据和添加数据的过程,在setArray的过程中,把新的数组赋值给成员变量array(这里是引用的指向,java保证赋值的过程是一个原子操作)。

  public void add(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            if (index > len || index < 0)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                                    ", Size: "+len);
            Object[] newElements;
            int numMoved = len - index;
            if (numMoved == 0)
                newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            else {
                newElements = new Object[len + 1];
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                                 numMoved);
            }
            newElements[index] = element;
            setArray(newElements);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

关于迭代,他采取的是获取传递给迭代器的数组值进行迭代,中间就算加入新的值也迭代不到。在构造函数中就直接赋值给final的成员变量。

        private final Object[] snapshot;
  
        private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
            cursor = initialCursor;
            snapshot = elements;
        }

适用场景

copyonwrite的机制虽然是线程安全的,但是在add操作的时候不停的拷贝是一件很费时的操作,所以使用到这个集合的时候尽量不要出现频繁的添加操作,而且在迭代的时候数据也是不及时的,数据量少还好说,数据太多的时候,实时性可能就差距很大了。在多读取,少添加的时候,他的效果还是不错的(数据量大无所谓,只要你不添加,他都是好用的)。

目录
相关文章
|
缓存 Java API
Java 面试实操指南与最新技术结合的实战攻略
本指南涵盖Java 17+新特性、Spring Boot 3微服务、响应式编程、容器化部署与数据缓存实操,结合代码案例解析高频面试技术点,助你掌握最新Java技术栈,提升实战能力,轻松应对Java中高级岗位面试。
802 0
|
算法 Java
50道java集合面试题
50道 java 集合面试题
|
12月前
|
Java 大数据 Go
从混沌到秩序:Java共享内存模型如何通过显式约束驯服并发?
并发编程旨在混乱中建立秩序。本文对比Java共享内存模型与Golang消息传递模型,剖析显式同步与隐式因果的哲学差异,揭示happens-before等机制如何保障内存可见性与数据一致性,展现两大范式的深层分野。(238字)
466 4
|
Java API 调度
从阻塞到畅通:Java虚拟线程开启并发新纪元
从阻塞到畅通:Java虚拟线程开启并发新纪元
583 83
|
存储 Java 调度
Java虚拟线程:轻量级并发的革命性突破
Java虚拟线程:轻量级并发的革命性突破
623 83
|
12月前
|
缓存 安全 Java
如何理解Java中的并发?
Java并发指多任务交替执行,提升资源利用率与响应速度。通过线程实现,涉及线程安全、可见性、原子性等问题,需用synchronized、volatile、线程池及并发工具类解决,是高并发系统开发的关键基础。(238字)
510 5
|
Java 数据库连接 数据库
Java 相关知识点总结含基础语法进阶技巧及面试重点知识
本文全面总结了Java核心知识点,涵盖基础语法、面向对象、集合框架、并发编程、网络编程及主流框架如Spring生态、MyBatis等,结合JVM原理与性能优化技巧,并通过一个学生信息管理系统的实战案例,帮助你快速掌握Java开发技能,适合Java学习与面试准备。
616 2
Java 相关知识点总结含基础语法进阶技巧及面试重点知识
|
SQL 缓存 安全
深度理解 Java 内存模型:从并发基石到实践应用
本文深入解析 Java 内存模型(JMM),涵盖其在并发编程中的核心作用与实践应用。内容包括 JMM 解决的可见性、原子性和有序性问题,线程与内存的交互机制,volatile、synchronized 和 happens-before 等关键机制的使用,以及在单例模式、线程通信等场景中的实战案例。同时,还介绍了常见并发 Bug 的排查与解决方案,帮助开发者写出高效、线程安全的 Java 程序。
701 0