《java.util.concurrent 包源码阅读》08 CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet从数据结构类型上来说是类似的，都是用数组实现的保存一组数据的数据结构，区别也简单就是List和set的区别。因此这里就先讨论CopyOnWriteArrayList，然后再说CopyOnWriteArraySet。

这里重点关注的是CopyOnWrite，从字面上很容易理解，每当写操作的时候复制存储数据的数组，把拷贝上修改完再覆盖原先的数组。那么这样的数据结构适用的情况必然是读操作占绝大多数（很少进行写操作），且数据量不大的场合（例如黑名单）。

因此再来看CopyOnWriteArrayList的实现就很好理解了，必然会有一个volatile的数组，一把锁用于写操作（读操作的时候是不要锁的）。

    /** The lock protecting all mutators */
    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 
    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private volatile transient Object[] array;

复制整个数组使用Arrays.copyOf，部分复制数组使用System.arraycopy。下面以add方法为例：

    public void add(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            if (index > len || index < 0)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                                    ", Size: "+len);
            Object[] newElements;
            int numMoved = len - index;
            if (numMoved == 0)
                newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            else {
                newElements = new Object[len + 1];
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                                 numMoved);
            }
            newElements[index] = element;
            setArray(newElements);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

可以看到如果在最后添加元素，则使用Arrays.copyOf新建并复制整个数组，如果在中间插入，则使用System.arraycopy分两段复制，然后插入元素。setArray方法的作用就是覆盖原来的数组，代码如下：

    final void setArray(Object[] a) {
        array = a;
    }

下面来简单谈谈CopyOnWriteArraySet，其实CopyOnWriteArraySet就是一个CopyOnWriteArrayList的包装类：

private final CopyOnWriteArrayList<E> al;

区别在于因为Set不允许重复元素，因此CopyOnWriteArraySet的add方法调用的是CopyOnWriteArrayList的addIfAbsent方法

    public boolean add(E e) {
        return al.addIfAbsent(e);
    }