簡介： 本文是主要介紹，併發容器CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet（不含重覆元素的併發容器）的基本原理和使用示例。 歡迎探討，如有錯誤敬請指正 如需轉載，請註明出處 http://www.cnblogs.com/nullzx/ 1. CopyOnWrit ...
簡介：
本文是主要介紹，併發容器CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet（不含重覆元素的併發容器）的基本原理和使用示例。
歡迎探討，如有錯誤敬請指正
如需轉載，請註明出處 http://www.cnblogs.com/nullzx/
1. CopyOnWriteArrayList
從類的名字我們可以看出，該類是基於ArrayList類實現的。而CopyOnWrite的意思顯然借鑒了操作系統中寫時拷貝的思想。該容器主要有以下特點：
1）讀取該容器中元素時，不加鎖。
2）寫操作，會加鎖，也就是說多個線程進行寫入操作時會逐個獲取鎖後進行寫入。
3）寫操作不會影響讀操作，也就是說線程要進行讀操作時，不會因為有線程正在進行寫操作而阻塞。
下麵是寫操作源代碼
public E set(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
E oldValue = get(elements, index);
if (oldValue != element) {
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} else {
// Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
setArray(elements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
工作原理：在CopyOnWriteArrayList類中，定一了一個數組private transient volatile Object[] array;容器中存儲的對象的索引都會放在這個數組中。
寫操作首先會獲取鎖。當獲取鎖成功後，複製該數組到一個新的數組newElements中，然後修改或者添加某個元素（註意這個時候如果有線程來讀取該數組中的某個值，由於讀操作不需要獲取鎖，所以不會被阻塞，但是可能不能讀取到最新修改後的值）。修改後，讓array指向經過修改後的新數組newElements，原array指向的數組會被垃圾回收器回收。
下麵的代碼是CopyOnWriteArrayList的演示常式
package javalearning;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/*CopyOnWriteArrayList演示常式*/
public class CopyOnWriteArrayListDemo {
/*定義一個CopyOnWriteArrayList對象，讀線程和寫線程會同時使用它*/
private CopyOnWriteArrayList<Integer> cowal = new CopyOnWriteArrayList<Integer>();
{
/*對CopyOnWriteArrayList對象初始化*/
cowal.add(1);
cowal.add(2);
cowal.add(3);
}
private Random rnd = new Random();
public class ReadThread implements Runnable{
private String id;
public ReadThread(String id){
this.id = id;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(rnd.nextInt(1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/*讀線程會列印出CopyOnWriteArrayList對象的所有數值*/
System.out.println(id + " " + cowal.toString());
}
}
public class WriteThread implements Runnable{
/*寫線程會將CopyOnWriteArrayList對象的所有數值加1*/
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < cowal.size(); i++){
int x = cowal.get(i);
/*每修改一個元素之前加鎖*/
cowal.set(i, x+1);
/*修改完一個元素後釋放鎖*/
try{
Thread.sleep(rnd.nextInt(1000));
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args){
ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
CopyOnWriteArrayListDemo demo = new CopyOnWriteArrayListDemo();
/*創建兩個讀線程*/
es.execute(demo.new ReadThread("r1"));
es.execute(demo.new ReadThread("r2"));
/*創建兩個寫線程*/
es.execute(demo.new WriteThread());
es.execute(demo.new WriteThread());
es.shutdown();
while(!es.isTerminated()){
;
}
System.out.println("=====================");
/*CopyOnWriteArrayList對象中的最終值*/
System.out.println("eventual " + demo.cowal.toString());
}
}
全部結束後，最終結果和我們預想的一致。
r2 [2, 3, 3] r1 [2, 4, 3] ===================== eventual [2, 4, 5]
2. CopyOnWriteArraySet
CopyOnWriteArraySet是一個不存貯重覆對象的寫時拷貝容器。它的實現的原理很簡單，在其內部定義了一個CopyOnWriteArrayList對象al，當向該容器添加一個對象時，會調用addIfAbsent方法。
public boolean add(E e) {
return al.addIfAbsent(e);
}
3. 參考內容
[1] 聊聊併發-Java中的Copy-On-Write容器 | 併發編程網 – ifeve.com
[2] Java併發編程：併發容器之CopyOnWriteArrayList（轉載）
