目录
- CopyOnWriteArrayList
- 介绍
- 实现
- CopyOnWriteArrayList 读取
- CopyOnWriteArrayList 写入
- 总结
CopyOnWriteArrayList
ArrayList是非线程安全的,也就是说在多个线程下进行读写,会出现异常。既然是非线程安全,那我们就使用一些机制把它变安全不就好了。变安全的方法有很多。比如说替换成Vector,再或者是使用 Collections,可以将 ArrayList 包装成一个线程安全的类。不过这两种方法也有很大的缺点,那就是他们使用的都是独占锁,独占式锁在同一时刻只有一个线程能够获取,效率太低。于是CopyOnWriteArrayList 应运而生了。
介绍
- CopyOnWriteArrayList,采用读写分离的思想将读操作和写操作进行分开。所有修改操作都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现。
- CopyOnWriteArrayList适合使用在读操作远远大于写操作的场景里,比如缓存。它不存在扩容的概念,每次写操作都要复制一个副本,在副本的基础上修改后改变Array引用。CopyOnWriteArrayList中写操作需要大面积复制数组,所以性能肯定很差。
- CopyOnWriteArrayList 合适读多写少的场SfxAVHzqRL景,不过这类慎用 ,因为谁也没法保证CopyOnWriteArrayList 到底要放置多少数据,万一数据稍微有点多,每次add/set都要重新复制数组,这个代价实在太高昂了。在高性能的互联网应用中,这种操作分分钟引起故障。
实现
CopyOnWriteArrayList 类的所有可变操作(add,set等等)都是通过创建底层数组的新副本来实现的。当 List 需要被修改的时候,并不直接修改原有数组对象,而是对原有数据进行一次拷贝,将修改的内容写入副本中。写完之后,再将修改完的副本替换编程客栈成原来的数据,这样就可以保证写操作不会影响读操作了。所谓 CopyOnWrite 的意思:就是对一块内存进行修改时,不直接在原有内存块中进行写操作,而是将内存拷贝一份,在新的内存中进行写操作,写完之后php,再将原来指向的内存指针指到新的内存,原来的内存就可以被回收。
为了将读取的性能发挥到极致,CopyOnWriteArrayList 读取是完全不用加锁的,并且更厉害的是:写入也不会阻塞读取操作,只有写入和写入之间需要进行同步等待,读操作的性能得到大幅度提升。
CopyOnWriteArrayList 读取
读取操作没有任何同步控制和锁操作,理由就是内部数组 arraySfxAVHzqRL 不会发生修改,只会被另外一个 array 替换,因此可以保证数据安全。
/*js* The array, Accessed only via getArray/setArray. */ private transient volatile Object[] array; public E get(int index) { return get(getArray(), index); } final Object[] getArray() { return array; } private E get(Object[] a, int index) { return (E) a[index]; }
CopyOnWriteArrayList 写入
CopyOnWriteArrayList 写入操作 add() 方法在添加集合的时候加了锁,保证同步,避免多线程写的时候会 copy 出多个副本。
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) */ 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(); } }
总结
CopyOnWriteArrayList虽然是采用了读写分离的思想,但是与读写锁却有很大不同,不同之处在于copy。
1、读写锁
读线程具有实时性,写线程会阻塞。解决了数据不一致的问题。但是读写锁依然会出现读线程阻塞等待的情况
2、CopyOnWriteArrayList
读线程具有实时性,写线程会阻塞。不能解决数据不一致的问题。但是CopyOnWriteArrayList 不会出现读线程阻塞等待的情况
CopyOnWriteArrayList这是一个ArrayList的线程安全的变体,其原理大概可以通俗的理解为:初始化的时候只有一个容器,很长一段时间,这个容器数据、数量等没有发生变化的时候,大家(多个线程),都是读取(假设这段时间里只发生读取的操作)同一个容器中的数据,所以这样大家读到的数据都是唯一、一致、安全的,但是后来有人往里面增加了一个数据,这个时候CopyOnWriteArrayList 底层实现添加的原理是先copy出一个容器(可以简称副本),再往新的容器里添加这个新的数据,最后把新的容器的引用地址赋值给了之前那个旧的的容器地址,但是在添加这个数据的期间,其他线程如果要去读取数据,仍然是读取到旧的容器里的数据。
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