前一阵子写过一篇COW(Copy On Write)文章，结果阅读量很低啊…COW奶牛！Copy On Write机制了解一下
可能大家对这个技术比较陌生吧，但这项技术是挺多应用场景的。除了上文所说的Linux、文件系统外，其实在Java也有其身影。
大家对线程安全容器可能最熟悉的就是ConcurrentHashMap了，因为这个容器经常会在面试的时候考查。
比如说，一个常见的面试场景：
- 面试官问：“HashMap是线程安全的吗？如果HashMap线程不安全的话，那有没有安全的Map容器”
- 3y：“线程安全的Map有两个，一个是Hashtable，一个是ConcurrentHashMap”
- 面试官继续问：“那Hashtable和ConcurrentHashMap有什么区别啊？”
- 3y：“balabalabalabalabalabala"
- 面试官：”ok,ok,ok,看你Java基础挺不错的呀“
那如果有这样的面试呢？
- 面试官问：“ArrayList是线程安全的吗？如果ArrayList线程不安全的话，那有没有安全的类似ArrayList的容器”
- 3y：“线程安全的ArrayList我们可以使用Vector，或者说我们可以使用Collections下的方法来包装一下”
- 面试官继续问：“嗯，我相信你也知道Vector是一个比较老的容器了，还有没有其他的呢？”
- 3y：“Emmmm,这个…“
- 面试官提示：“就比如JUC中有ConcurrentHashMap，那JUC中有类似"ArrayList"的线程安全容器类吗？“
- 3y：“Emmmm,这个…“
- 面试官：”ok,ok,ok,今天的面试时间也差不多了，你回去等通知吧。“
今天主要讲解的是CopyOnWriteArrayList~
本文力求简单讲清每个知识点，希望大家看完能有所收获
一、Vector和SynchronizedList
1.1回顾线程安全的Vector和SynchronizedList
我们知道ArrayList是用于替代Vector的，Vector是线程安全的容器。因为它几乎在每个方法声明处都加了synchronized关键字来使容器安全。
Vector实现
如果使用Collections.synchronizedList(new ArrayList())来使ArrayList变成是线程安全的话，也是几乎都是每个方法都加上synchronized关键字的，只不过它不是加在方法的声明处，而是方法的内部。
Collections.synchronizedList()的实现
1.2Vector和SynchronizedList可能会出现的问题
在讲解CopyOnWrite容器之前，我们还是先来看一下线程安全容器的一些可能没有注意到的地方~
下面我们直接来看一下这段代码：
// 得到Vector最后一个元素 public static Object getLast(Vector list) { int lastIndex = list.size() - 1; return list.get(lastIndex); } // 删除Vector最后一个元素 public static void deleteLast(Vector list) { int lastIndex = list.size() - 1; list.remove(lastIndex); }
以我们第一反应来分析一下上面两个方法：在多线程环境下，是否有问题？
- 我们可以知道的是Vector的
size()和get()以及remove()都被synchronized修饰的。
答案：从调用者的角度是有问题的
我们可以写段代码测试一下：
import java.util.Vector; public class UnsafeVectorHelpers { public static void main(String[] args) { // 初始化Vector Vector<String> vector = new Vector(); vector.add("关注公众号"); vector.add("Java3y"); vector.add("买Linux可到我下面的链接，享受最低价"); vector.add("给3y加鸡腿"); new Thread(() -> getLast(vector)).start(); new Thread(() -> deleteLast(vector)).start(); new Thread(() -> getLast(vector)).start(); new Thread(() -> deleteLast(vector)).start(); } // 得到Vector最后一个元素 public static Object getLast(Vector list) { int lastIndex = list.size() - 1; return list.get(lastIndex); } // 删除Vector最后一个元素 public static void deleteLast(Vector list) { int lastIndex = list.size() - 1; list.remove(lastIndex); } }
可以发现的是，有可能会抛出异常的：
代码抛出异常
原因也很简单，我们照着流程走一下就好了：
- 线程A执行
getLast()方法，线程B执行deleteLast()方法 - 线程A执行
int lastIndex = list.size() - 1;得到lastIndex的值是3。同时，线程B执行int lastIndex = list.size() - 1;得到的lastIndex的值也是3 - 此时线程B先得到CPU执行权，执行
list.remove(lastIndex)将下标为3的元素删除了 - 接着线程A得到CPU执行权，执行
list.get(lastIndex);，发现已经没有下标为3的元素，抛出异常了.
交替执行导致异常发生
出现这个问题的原因也很简单：
getLast()和deleteLast()这两个方法并不是原子性的，即使他们内部的每一步操作是原子性的(被Synchronize修饰就可以实现原子性)，但是内部之间还是可以交替执行。
- 这里的意思就是：`size()和get()以及remove()`都是原子性的，但是如果并发执行`getLast()`和`deleteLast()`，方法里面的`size()和get()以及remove()`是可以交替执行的。
要解决上面这种情况也很简单，因为我们都是对Vector进行操作的，只要操作Vector前把它锁住就没毛病了！
所以我们可以改成这样子：
// 得到Vector最后一个元素 public static Object getLast(Vector list) { synchronized (list) { int lastIndex = list.size() - 1; return list.get(lastIndex); } } // 删除Vector最后一个元素 public static void deleteLast(Vector list) { synchronized (list) { int lastIndex = list.size() - 1; list.remove(lastIndex); } }
ps:如果有人去测试一下，发现会抛出异常java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: -1，这是没有检查角标的异常，不是并发导致的问题。
经过上面的例子我们可以看看下面的代码：
public static void main(String[] args) { // 初始化Vector Vector<String> vector = new Vector(); vector.add("关注公众号"); vector.add("Java3y"); vector.add("买Linux可到我下面的链接，享受最低价"); vector.add("给3y加鸡腿"); // 遍历Vector for (int i = 0; i < vector.size(); i++) { // 比如在这执行vector.clear(); //new Thread(() -> vector.clear()).start(); System.out.println(vector.get(i)); } }
同样地：如果在遍历Vector的时候，有别的线程修改了Vector的长度，那还是会有问题！
- 线程A遍历Vector，执行
vector.size()时，发现Vector的长度为5 - 此时很有可能存在线程B对Vector进行
clear()操作 - 随后线程A执行
vector.get(i)时，抛出异常
Vector遍历抛出异常
在JDK5以后，Java推荐使用for-each(迭代器)来遍历我们的集合，好处就是简洁、数组索引的边界值只计算一次。
如果使用for-each(迭代器)来做上面的操作，会抛出ConcurrentModificationException异常
迭代器遍历会抛出ConcurrentModificationException
SynchronizedList在使用迭代器遍历的时候同样会有问题的，源码已经提醒我们要手动加锁了。
