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Java并发编程之CopyOnWriteArrayList

原创 数据库开发技术 作者:服务端技术栈 时间:2022-01-17 08:11:00 0 删除 编辑

本文知识需要理解之前的文章ReentrantLock知识才能更好的理解CopyOnWriteArrayList的原理,因为它是基于ReentrantLock来实现并发安全的。

ArrayList不是一个线程安全的容器,多线程并发操作会造成数据不一致,Jdk官方提供了解决方案:CopyOnWriteArrayList,它是一个并发安全的容器,从名字可以看出来,如果要修改这个集合的时候,会拷贝一份出来修改,然后替换原理的数组。 下面我们通过查看源码来验证是否是这样实现的。


add方法:

//定义了一把全局锁final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
//一个volatile修饰的数组,保证多线程之间可见。 /** The array, accessed only via getArray/setArray. */private transient volatile Object[] array;    //以add方法为例子 都会先获取锁,然后拷贝一份数据进行修改,最后再替换原数组 其它修改集合的方法也类似。public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; //操作数据前获取全局锁,这样保证不会有多个线程同时操作 lock.lock(); try { Object[] elements = getArray(); int len = elements.length;            //从原数组拷贝数据到新数组 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //对新数组进行操作 newElements[len] = e;            //将新数组替换老数组 setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } }

通过add源码看出,操作数组时先获取全局锁,再从旧数组拷贝数据到新数组,最后将新数组替换老数组,这样不会直接修改老数组里的数据。


get方法:

    private E get(Object[] a, int index) {        return (E) a[index];    }
/** * {@inheritDoc} * * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public E get(int index) { return get(getArray(), index); }
final Object[] getArray() { return array; }

通过get方法看出,get方法是直接读数组里的数据,也符合

CopyOnWriteArrayList类名的意思,只有写才会拷贝旧数组。


迭代器源码实现:

static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {        /** 快照数据 Snapshot of the array */        private final Object[] snapshot;        /** Index of element to be returned by subsequent call to next.  */        private int cursor; }  public Iterator<E> iterator() {        return new COWIterator<E>(getArray(), 0); }       

迭代器类使用了快照技术,不直接迭代原数组,因此不会有ConcurrentModificationException异常。


CopyOnWriteArrayList应用举例:

public class DriverManager {    // Jdbc驱动存储到CopyOnWriteArrayList    private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();}


总结一下:

CopyOnWriteArrayList 是线程安全的并发容器,多线程操作列表的场景可以使用,读多写少,有以下两个特点:

1、对数组的写操作加锁,读操作不加锁;

2、通过加锁 + 数组拷贝(空间换时间)+ volatile 来保证线程安全;

CopyOnWriteArrayList还是比较简单的,它利用了ReentrantLock技术,

java.util.concurrent并发包中有很多并发安全的容器都借助了

ReentrantLock技术来实现,比如阻塞队列BlockingQueue,闭锁CountDownLatch等等,后面文章将会一一来分析。


2022坚持学习,一起进步。


原文作者:服务端技术栈;如有侵权,请联系管理员删除。

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