CopyOnWriteArrayList简介

1. CopyOnWriteArrayList，写数组的拷贝，支持高效率并发且是线程安全的,读操作无锁的ArrayList。所有可变操作都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现。
2. 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
3. 在迭代器上进行的元素更改操作（remove、set和add）不受支持。这些方法将抛出UnsupportedOperationException。

定义

CopyOnWriteArrayList跟ArrayList一样实现了List, RandomAccess, Cloneable, Serializable接口，但是没有继承AbstractList。

初始化时候新建一个容量为0的数组。

add(E e)方法

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public boolean add(E e) { //获得锁，添加的时候首先进行锁定 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取当前数组 Object[] elements = getArray(); //获取当前数组的长度 int len = elements.length; //这个是重点，创建新数组，容量为旧数组长度加1，将旧数组拷贝到新数组中 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //要添加的数据添加到新数组的末尾 newElements[len] = e; //将数组引用指向新数组，完成了添加元素操作 setArray(newElements); return true; } finally { //解锁 lock.unlock(); } }

从上面来说，每次添加一个新元素都会长度加1，然后复制整个旧数组，由此可见对于写多的操作，效率肯定不会很好。所以CopyOnWriteArrayList适合读多写少的场景。

add(int index, E element)方法

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public void add(int index, E element) { //同样也是先加锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取旧数组 Object[] elements = getArray(); //获取旧数组长度 int len = elements.length; //校验指定的index if (index > len || index < 0) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+len); Object[] newElements; int numMoved = len - index; if (numMoved == 0)//需要插入的位置正好等于数组长度，数组长度加1，旧数据拷贝到新数组 newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); else { //新数组长度增加1 newElements = new Object[len + 1]; //分两次拷贝，第一次拷贝旧数组0到index处的到新数组0到index，第二次拷贝旧数组index到最后的数组到新数组index+1到最后 System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index); System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1, numMoved); } //index初插入数据 newElements[index] = element; //新数组指向全局数组 setArray(newElements); } finally { //解锁 lock.unlock(); } }

set(int index, E element)方法

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public E set(int index, E element) { //修改元素之前首先加锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取原来的数组 Object[] elements = getArray(); //index位置的元素 E oldValue = get(elements, index); //新旧值不相等才进行替换 if (oldValue != element) { //原来的长度 int len = elements.length; //拷贝一份到新数组 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len); //替换元素 newElements[index] = element; //新数组指向全局数组 setArray(newElements); } else { // Not quite a no-op; ensures volatile write semantics setArray(elements); } return oldValue; } finally { //解锁 lock.unlock(); } }

get(int index)方法

读的时候不加锁，代码如下：

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public E get(int index) { return get(getArray(), index); }

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private E get(Object[] a, int index) { return (E) a[index]; }

remove（）

remove方法不再过多介绍，看完add和set方法应该就能理解。

迭代

内部类COWIterator 实现了ListIterator接口。迭代的时候不能进行remove，add，set等方法，会抛异常。

迭代速度快，迭代时是迭代的数组快照。

1 2	/** Snapshot of the array */ private final Object[] snapshot;

源码分析

jdk1.7.0_71

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//锁,保护所有存取器 transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //保存数据的数组 private volatile transient Object[] array; final Object[] getArray() {return array;} final void setArray(Object[] a) {array = a;}

空构造,初始化一个长度为0的数组

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public CopyOnWriteArrayList() { setArray(new Object[0]); }

利用集合初始化一个CopyOnWriteArrayList

1	public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {}

利用数组初始化一个CopyOnWriteArrayList

1	public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {}

size() 大小

1	public int size() {}

isEmpty()是否为空

1	public boolean isEmpty(){}

indexOf(Object o, Object[] elements,int index, int fence) 元素索引

1	private static int indexOf(Object o, Object[] elements,int index, int fence) {}

indexOf() 元素索引

1	public int indexOf(Object o){}

indexOf(E e, int index) 元素索引

1	public int indexOf(E e, int index) {}

lastIndexOf(Object o, Object[] elements, int index) 元素索引,最后一个

1	private static int lastIndexOf(Object o, Object[] elements, int index) {}

lastIndexOf(Object o) 元素索引,最后一个

1	public int indexOf(E e, int index) {}

lastIndexOf(E e, int index) 元素索引,最后一个

1	public int lastIndexOf(E e, int index) {}

contains(Object o) 是否包含元素

1	public boolean contains(Object o){}

clone() 浅拷贝

1	public Object clone() {}

toArray() 转换成数组

1	public Object[] toArray(){}

toArray(T a[]) 转换成指定类型的数组

1	public <T> T[] toArray(T a[]) {}

E get(int index)获取指定位置的元素

1	public E get(int index){}

set(int index, E element) 指定位置设置元素

写元素的时候,先获得锁,finall块中释放锁

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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(); } }

add(E e) 元素添加到末尾

1	public boolean add(E e) {}

add(int index, E element) 指定位置之后插入元素

1	public void add(int index, E element){}

remove(int index)删除指定位置的元素

1	public E remove(int index) {}

remove(Object o) 删除第一个匹配的元素

1	public boolean remove(Object o) {}

removeRange(int fromIndex, int toIndex) 删除指定区间的元素

1	private void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {}

addIfAbsent(E e) 如果元素不存在就添加进list中

1	public boolean addIfAbsent(E e){}

c)是否包含全部" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">containsAll(Collection<?> c)是否包含全部

1	public boolean containsAll(Collection<?> c){}

c) 移除全部包含在集合中的元素" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">removeAll(Collection<?> c) 移除全部包含在集合中的元素

1	public boolean removeAll(Collection<?> c){}

c) 保留指定集合的元素,其他的删除" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">retainAll(Collection<?> c) 保留指定集合的元素,其他的删除

1	public boolean retainAll(Collection<?> c){}

c) 如果不存在就添加进去" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">addAllAbsent(Collection<? extends E> c) 如果不存在就添加进去

1	public int addAllAbsent(Collection<? extends E> c) {}

clear() 清空list

1	public void clear(){}

c)添加集合中的元素到尾部" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">addAll(Collection<? extends E> c)添加集合中的元素到尾部

1	public void addAll(Collection<? extends E> c){}

c) 添加集合中元素到指定位置之后" style="color: rgb(85, 85, 85); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(204, 204, 204); word-wrap: break-word; background-color: transparent;">addAll(int index, Collection<? extends E> c) 添加集合中元素到指定位置之后

1	public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c){}

toString()

1	public String toString(){}

equals(Object o)

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public boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (!(o instanceof List)) return false; List<?> list = (List<?>)(o); Iterator<?> it = list.iterator(); Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; for (int i = 0; i < len; ++i) if (!it.hasNext() || !eq(elements[i], it.next())) return false; if (it.hasNext()) return false; return true; }

hashCode()

1	public int hashCode{}

listIterator(final int index)和 listIterator() 返回一个迭代器,支持向前和向后遍历

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public ListIterator<E> listIterator(final int index) {} public ListIterator<E> listIterator() {}

iterator() 只能向后遍历

1	public Iterator<E> iterator() {}

subList() 返回部分list

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public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) { ... return new COWSubList<E>(this, fromIndex, toIndex); ... }

参考

http://www.cnblogs.com/sunwei2012/archive/2010/10/08/1845656.html

http://my.oschina.net/jielucky/blog/167198