Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 CopyOnWriteArrayList
ArrayList 是我们常用的工具类之一,但是在多线程的情况下,ArrayList 作为共享变量时,并不是线程安全的。主要有以下两个原因:
- 1、 ArrayList 自身的 elementData、size、modCount 在进行操作的时候,都没有加锁;
- 2、这些变量没有被 volatile 修饰,在多线程的情况下,对这些变量操作可能会出现值被覆盖的情况;
如果我们想在多线程情况下使用 ArrayList 怎么办?有以下几种办法:
- 使用 Collections.SynchronizedList ;
- 使用 JUC 下的 CopyOnWriteArrayList;
先来看看 SynchronizedLis,Collections 其实就是对 ArrayList 进行了一个加锁包装,这个从源码中可以看出;
...部分源码,完整源码请查看 JDK 源码...
public void add(int index, E element) {
synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
}
public E remove(int index) {
synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
}
对于 Collections.SynchronizedList 比较简单,就是锁包装了一下,就不多说了~
CopyOnWriteArrayList 也是 JUC 下面的一个并发容器类。不知道你发现没有,但凡你常用的集合类,在 JUC 下基本上都可以找到一个并发类,比如 hashMap 有对应的 ConcurrentHashMap。
CopyOnWriteArrayList 跟 ArrayList 在整体架构上并没有什么区别,底层都是基于数组实现的。不同的地方大概有两点:
- 底层数组被 volatile 关键字修饰;
- 对数组进行数据变更时加锁;
CopyOnWriteArrayList 的加锁操作跟 Collections.SynchronizedList 简单的加锁还不一样,CopyOnWriteArrayList 中的加锁过程还是非常值得学习的。CopyOnWriteArrayList 的加锁过程,大概可以概括为以下四步:
- 1、加锁;
- 2、从原数组中拷贝出新数组;
- 3、在新数组上进行操作,并把新数组赋值给数组容器;
- 4、解锁;
结合源码来深入了解 CopyOnWriteArrayList 的并发实现,我们选择 ArrayList 最简单的将元素新增数组尾部的操作来分析实现过程,源码如下:
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
// 获取锁,注意这是全局锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 加锁操作
lock.lock();
try {
// 获取数组
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 将数组内容拷贝到新数组中
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
// 对新数组操作
newElements[len] = e;
// 变更底层数组的引用
setArray(newElements);
return true;
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
CopyOnWriteArrayList 就是通过加锁来说实现容器安全的,可能你会有疑问,为什么引入一个新数组,数组的拷贝还是消耗时间的,直接在原数组上操作不就好了吗?。主要原因有以下两点:
- volatile 关键字修饰的是数组,如果我们简单的在原来数组上修改其中某几个元素的值,是无法触发可见性的,我们必须通过修改数组的内存地址才行,也就说要对数组进行重新赋值才行。
- 在新的数组上进行拷贝,对老数组没有任何影响,只有新数组完全拷贝完成之后,外部才能访问到,降低了在赋值过程中,老数组数据变动的影响。比如经典的
ConcurrentModificationException
异常问题。
其他的新增方法就自己去查看源码了,相差不多,基本上是一样的。对数组的删除跟新增都是差不多,不同的地方是在删除了时候,赋值给新数组时会出现不同的选择策略。我把源码贴上:
public E remove(int index) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 加锁
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
E oldValue = get(elements, index);
// 先计算出要移动的问题
int numMoved = len - index - 1;
// 根据移动的位置选择策略
if (numMoved == 0)
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
setArray(newElements);
}
return oldValue;
} finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
CopyOnWriteArrayList 还有其他的方法,在这里我就不过多介绍了。根据你们自己的疑问去扒一扒 CopyOnWriteArrayList 的源码就知道了,总体来说 CopyOnWriteArrayList 并不难,甚至感觉比 ArrayList 要简单。
总结一下:CopyOnWriteArrayList 是安全的并发容器,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+ volatile 来保证线程安全;
欢迎关注公众号【互联网平头哥】,一起成长,一起进步~。
Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 CopyOnWriteArrayList的更多相关文章
- 2019年19道java经典面试题(附答案)
1.不可变对象 指对象一旦被创建状态不能再改变.任何修改都会创建一个新的对象,如 String.Integer及其它包装类. 2.能否创建一个包含可变对象的不可变对象? 可以.不要共享可变对象的引用就 ...
- 115道Java经典面试题(面中率最高、最全)
115道Java经典面试题(面中率最高.最全) Java是一个支持并发.基于类和面向对象的计算机编程语言.下面列出了面向对象软件开发的优点: 代码开发模块化,更易维护和修改. 代码复用. 增强代码的可 ...
- Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 LinkedBlockingQueue
本文聊一下 JUC 下的 LinkedBlockingQueue 队列,先说说 LinkedBlockingQueue 队列的特点,然后再从源码的角度聊一聊 LinkedBlockingQueue 的 ...
- LeetCode随缘刷题之Java经典面试题将一个字符串数组进行分组输出,每组中的字符串都由相同的字符组成
今天给大家分享一个Java经典的面试题,题目是这样的: 本题是LeetCode题库中的49题. 将一个字符串数组进行分组输出,每组中的字符串都由相同的字符组成 举个例子:输入["eat&qu ...
- Java经典面试题+答案(全)
这套面试题主要目的是帮助那些还没有java软件开发实际工作经验,而正在努力寻找java软件开发工作的朋友在笔试时更好地赢得笔试和面试. 1.一个".java"源文件中是否可以包括多 ...
- BATJ等公司必问的8道Java经典面试题,你都会了吗?
1.谈谈你对 Java 平台的理解?“Java 是解释执行”,这句话正确吗? 考点分析: 对于这类笼统的问题,你需要尽量表现出自己的思维深入并系统化,Java 知识理解得也比较全面,一定要避免让面试官 ...
- BAT等公司必问的8道Java经典面试题,你都会了吗?
工作多年以及在面试中,我经常能体会到,有些面试者确实是认真努力工作,但坦白说表现出的能力水平却不足以通过面试,通常是两方面原因: 1.“知其然不知其所以然”.做了多年技术,开发了很多业务应用,但似乎并 ...
- Java经典面试题-不古出品
@ 目录 一.Java 基础 1.JDK 和 JRE 有什么区别? 2.== 和 equals 的区别是什么? 3.两个对象的 hashCode()相同,则 equals()也一定为 true,对吗? ...
- Java经典面试题
1. Java中的异常处理机制的简单原理和应用. 当Java 程序违反了Java的语义规则时,Java虚拟机就会将发生的错误表示为一个异常.违反语义规则包括2种情况.一种是Java类库内置的语义检查. ...
随机推荐
- 一个不错的intellj 相关的博客
http://my.oschina.net/lujianing/blog?catalog=3300430
- Arthas-Java的线上问题定位工具
Arthas(阿尔萨斯) 能为你做什么? Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,深受开发者喜爱. 当你遇到以下类似问题而束手无策时,Arthas可以帮助你解决: 这个类从哪个 jar ...
- 【Java】 语言基础习题汇总 [2] 面向对象
30 面向对象的三条主线和面向对象的编程思想? 类与类的成员 : 属性.方法.构造器.代码块.内部类. 面向对象的三大特征:封装.继承.多态[如果还有一个,那就是抽象] 关键字:this.super. ...
- python从零开始基础入门——开发环境搭建
前言 文的文字及图片来源于网络,仅供学习.交流使用,不具有任何商业用途,版权归原作者所有,如有问题请及时联系我们以作处理. 作者:山海皆可平z PS:如有需要Python学习资料的小伙伴可以加点击下方 ...
- 浅析CAS与AtomicInteger原子类
一:CAS简介 CAS:Compare And Swap(字面意思是比较与交换),JUC包中大量使用到了CAS,比如我们的atomic包下的原子类就是基于CAS来实现.区别于悲观锁synchroniz ...
- python与excel的关系;铁打的python流水的excel
现在很多行业,都离不开用Excel: 做财务的,要用Excel做报表:做物流的,会用Excel来跟踪订单情况:做HR的,会用Excel算工资:做分析的,会用Excel计算数据做报表.不知道你有没有这样 ...
- 解决项目迁移至Kubernetes集群中的代理问题
解决项目迁移至Kubernetes集群中的代理问题 随着Kubernetes技术的日益成熟,越来越多的企业选择用Kubernetes集群来管理项目.新项目还好,可以选择合适的集群规模从零开始构建项目: ...
- SQL Server 之T-SQL基本语句 (2)
接下来继续用上述例子来总结知识点. 用通配符进行过滤 LIKE操作符 //用来选择与条件一样或部分相似的数据 select name from person where name like 'chen ...
- python-Django与Nginx整合gunicorn模块
1.pip install gunicorn 2.修改Nginx配置文件 vim /etc/nginx/conf.d/virtual.conf server { listen ; #listen so ...
- Oracle Database 12C 安装教程
一.下载地址 Oracle Database 官方下载地址:https://www.oracle.com/database/technologies/oracle-database-software- ...