Java中的CopyOnWriteArrayList詳解

更新時(shí)間：2023年12月18日 10:38:12 作者：暴躁的程序猿啊

這篇文章主要介紹了Java中的CopyOnWriteArrayList詳解,ArrayList單線程下是安全的但是多線程下存在不安全的問題,多線程下是不安全的,需要的朋友可以參考下

引入

ArrayList單線程下是安全的但是多線程下存在不安全的問題

多線程下是不安全的

例如：我們開啟多個(gè)線程向arraylist添加數(shù)據(jù)

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add("a");
            System.out.println(list);
            }).start();
        }
    }
}

報(bào)出異常

在這里插入圖片描述

解決這個(gè)問題我們可以使用集合工具類創(chuàng)建線程安全的ArrayList

  List<String> strings = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
    for (int i = 0; i < 101; i++) {
        new Thread(()->{
            strings.add("a");
            System.out.println(strings);
        }).start();
    }
}

在這里插入圖片描述

但加入synchronized此時(shí)效率較低

所以我們可以使用juc包中的 CopyOnWriterArrayList

CopyOnWriterArrayList

CopyOnWriteArrayList （拷貝寫數(shù)組) 是ArrayList線程安全的集合

其中所有可變操作（add、set等等）都是通過對(duì)底層數(shù)組進(jìn)行一次新的復(fù)制來實(shí)現(xiàn)的。

適合場(chǎng)景：讀多、寫少的并發(fā)場(chǎng)景

cow思想

它不存在“擴(kuò)容”的概念，每次寫操作（add 、remove）都要copy一個(gè)副本，在副本的基礎(chǔ)上修改后改變array引用，所以稱為“CopyOnWrite”，因此在寫操作是加鎖，并且對(duì)整個(gè)list的copy操作時(shí)相當(dāng)耗時(shí)的，過多的寫操作不推薦使用該存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

讀取的方法沒有加鎖寫的時(shí)候才加鎖所以性能比 vector高

我們可以從源碼中看出

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];
}

讀操作并沒有加鎖這也是效率高的原因

add源碼

寫操作加入了 lock鎖

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();
    }
}

（注：新版本jdk1.8后改成了synchronized 因?yàn)樾掳姹緦?duì)synchronized進(jìn)行了升級(jí)提升了效率）

使用示例：

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 101; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add("a");
                System.out.println(list);
            }).start();
        }
    }
}

在這里插入圖片描述

缺點(diǎn)：

內(nèi)存問題：CopyOnWrite的寫復(fù)制機(jī)制，在進(jìn)行寫操作的時(shí)候，內(nèi)存里會(huì)同時(shí)駐存在兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，舊的對(duì)象和新寫入的對(duì)象（注意:在復(fù)制的時(shí)候只是復(fù)制容器里的引用，只是在寫的時(shí)候會(huì)創(chuàng)建新對(duì) 象添加到新容器里，而舊容器的對(duì)象還在使用，所以有兩份對(duì)象內(nèi)存）。如果這些對(duì)象占用的內(nèi)存比較大，比如說100M左右，那么再寫入50M數(shù)據(jù)進(jìn)去，內(nèi)存就會(huì)占用150M，那么這個(gè)時(shí)候很有可能造成頻繁的minor GC和major GC。

數(shù)據(jù)一致性問題：CopyOnWrite容器只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性，不能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性。所以如果你希望寫入的的數(shù)據(jù)，馬上能讀到，請(qǐng)不要使用CopyOnWrite容器。

到此這篇關(guān)于Java中的CopyOnWriteArrayList詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)CopyOnWriteArrayList詳解內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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