002-多线程-JUC集合-List-CopyOnWriteArrayList
一、概述
CopyOnWriteArrayList是Java并发包中提供的一个并发容器,它是个线程安全且读操作无锁的ArrayList,写操作则通过创建底层数组的新副本来实现,是一种读写分离的并发策略,我们也可以称这种容器为"写时复制器",Java并发包中类似的容器还有CopyOnWriteSet。
CopyOnWriteArrayList容器允许并发读,读操作是无锁的,性能较高。至于写操作,比如向容器中添加一个元素,则首先将当前容器复制一份,然后在新副本上执行写操作,结束之后再将原容器的引用指向新容器。
它相当于线程安全的ArrayList。和ArrayList一样,它是个可变数组;但是和ArrayList不同的时,它具有以下特性:
1. 它最适合于具有以下特征的应用程序:List 大小通常保持很小,只读操作远多于可变操作,需要在遍历期间防止线程间的冲突。
2. 它是线程安全的。
3. 因为通常需要复制整个基础数组,所以可变操作(add()、set() 和 remove() 等等)的开销很大。
4. 迭代器支持hasNext(), next()等不可变操作,但不支持可变 remove()等操作。
5. 使用迭代器进行遍历的速度很快,并且不会与其他线程发生冲突。在构造迭代器时,迭代器依赖于不变的数组快照。
1.1、数据结构
说明:
1. CopyOnWriteArrayList实现了List接口,因此它是一个队列。
2. CopyOnWriteArrayList包含了成员lock。每一个CopyOnWriteArrayList都和一个互斥锁lock绑定,通过lock,实现了对CopyOnWriteArrayList的互斥访问。
3. CopyOnWriteArrayList包含了成员array数组,这说明CopyOnWriteArrayList本质上通过数组实现的。
下面从“动态数组”和“线程安全”两个方面进一步对CopyOnWriteArrayList的原理进行说明。
1. CopyOnWriteArrayList的“动态数组”机制 -- 它内部有个“volatile数组”(array)来保持数据。在“添加/修改/删除”数据时,都会新建一个数组,并将更新后的数据拷贝到新建的数组中,最后再将该数组赋值给“volatile数组”。这就是它叫做CopyOnWriteArrayList的原因!CopyOnWriteArrayList就是通过这种方式实现的动态数组;不过正由于它在“添加/修改/删除”数据时,都会新建数组,所以涉及到修改数据的操作,CopyOnWriteArrayList效率很
低;但是单单只是进行遍历查找的话,效率比较高。
2. CopyOnWriteArrayList的“线程安全”机制 -- 是通过volatile和互斥锁来实现的。(01) CopyOnWriteArrayList是通过“volatile数组”来保存数据的。一个线程读取volatile数组时,总能看到其它线程对该volatile变量最后的写入;就这样,通过volatile提供了“读取到的数据总是最新的”这个机制的
保证。(02) CopyOnWriteArrayList通过互斥锁来保护数据。在“添加/修改/删除”数据时,会先“获取互斥锁”,再修改完毕之后,先将数据更新到“volatile数组”中,然后再“释放互斥锁”;这样,就达到了保护数据的目的。
1.2、使用
/**
* CopyOnWriteArrayList是“线程安全”的动态数组,而ArrayList是非线程安全的。
* 下面是“多个线程同时操作并且遍历list”的示例
* (01) 当list是CopyOnWriteArrayList对象时,程序能正常运行。
* (02) 当list是ArrayList对象时,程序会产生ConcurrentModificationException异常。
*/
public class CopyOnWriteArrayListTest1 {
// TODO: list是ArrayList对象时,程序会出错。
// private static List<String> list = new ArrayList<String>();
private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>(); public static void main(String[] args) { // 同时启动两个线程对list进行操作!
new MyThread("ta").start();
new MyThread("tb").start();
} private static void printAll() {
String value = null;
Iterator iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = (String) iter.next();
System.out.print(value + ", ");
}
System.out.println();
} private static class MyThread extends Thread {
MyThread(String name) {
super(name);
} @Override
public void run() {
int i = 0;
while (i++ < 6) {
// “线程名” + "-" + "序号"
String val = Thread.currentThread().getName() + "-" + i;
list.add(val);
// 通过“Iterator”遍历List。
printAll();
}
}
}
}
1.3、使用场景
读多写少的并发场景,读写分离,适合写少读多的场景。使用了独占锁,支持多线程下的并发写。
优点:
读操作性能很高,因为无需任何同步措施,比较适用于读多写少的并发场景。Java的list在遍历时,若中途有别的线程对list容器进行修改,则会抛出ConcurrentModificationException异常。而CopyOnWriteArrayList由于其"读写分离"的思想,遍历和修改操作分别作用在不同的list容器,所以在使用迭代器进行遍历时候,也就不会抛出ConcurrentModificationException异常了
缺点:
缺点也很明显,一是内存占用问题,毕竟每次执行写操作都要将原容器拷贝一份,数据量大时,对内存压力较大,可能会引起频繁GC;二是无法保证实时性,Vector对于读写操作均加锁同步,可以保证读和写的强一致性。而CopyOnWriteArrayList由于其实现策略的原因,写和读分别作用在新老不同容器上,在写操作执行过程中,读不会阻塞但读取到的却是老容器的数据。三是大量写操作性能极差。
二、源码查看
无
002-多线程-JUC集合-List-CopyOnWriteArrayList的更多相关文章
- java多线程----JUC集合”01之 框架
java集合的架构.主体内容包括Collection集合和Map类:而Collection集合又可以划分为List(队列)和Set(集合). 1. List的实现类主要有: LinkedList, A ...
- JUC集合之 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList介绍 它相当于线程安全的ArrayList.和ArrayList一样,它是个可变数组:但是和ArrayList不同的时,它具有以下特性: 它最适合于具有以下特征 ...
- Java多线程系列--“JUC集合”02之 CopyOnWriteArrayList
概要 本章是"JUC系列"的CopyOnWriteArrayList篇.接下来,会先对CopyOnWriteArrayList进行基本介绍,然后再说明它的原理,接着通过代码去分析, ...
- Java多线程系列--“JUC集合”01之 框架
概要 之前,在"Java 集合系列目录(Category)"中,讲解了Java集合包中的各个类.接下来,将展开对JUC包中的集合进行学习.在学习之前,先温习一下"Java ...
- Java多线程系列--“JUC集合”03之 CopyOnWriteArraySet
概要 本章是JUC系列中的CopyOnWriteArraySet篇.接下来,会先对CopyOnWriteArraySet进行基本介绍,然后再说明它的原理,接着通过代码去分析,最后通过示例更进一步的了解 ...
- Java多线程系列--“JUC集合”04之 ConcurrentHashMap
概要 本章是JUC系列的ConcurrentHashMap篇.内容包括:ConcurrentHashMap介绍ConcurrentHashMap原理和数据结构ConcurrentHashMap函数列表 ...
- java多线程系类:JUC集合:01之框架
概要 之前,在"Java 集合系列目录(Category)"中,讲解了Java集合包中的各个类.接下来,将展开对JUC包中的集合进行学习.在学习之前,先温习一下"Java ...
- Java多线程系列--“JUC集合”05之 ConcurrentSkipListMap
概要 本章对Java.util.concurrent包中的ConcurrentSkipListMap类进行详细的介绍.内容包括:ConcurrentSkipListMap介绍ConcurrentSki ...
- Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet
概要 本章对Java.util.concurrent包中的ConcurrentSkipListSet类进行详细的介绍.内容包括:ConcurrentSkipListSet介绍ConcurrentSki ...
- Java多线程系列--“JUC集合”07之 ArrayBlockingQueue
概要 本章对Java.util.concurrent包中的ArrayBlockingQueue类进行详细的介绍.内容包括:ArrayBlockingQueue介绍ArrayBlockingQueue原 ...
随机推荐
- 11 Windows编程——定时器
周期性的发送WWL_TIMER消息的一个东西,这个周期可以由程序员自己设定.设定周期的数是SetTimer,停止定时器消息发送的函数是:Killximer: 定时器消息的特点: 1.不准确(也就是说, ...
- python-----多线程笔记
多进程笔记: 多线程介绍: 多线程是为了同步完成多项任务,通过提高资源使用效率来提高系统的效率.线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的. 最简单的比喻多线程就像火车的每一节车厢,而进程则是火车. ...
- JavaScript002,验证输入
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title> ...
- Css案例整理
1.实现两个div并排显示 案例:checkbox的标题和内容需要并排显示,checkbox竖向排列 <head> <style type="text/css"& ...
- AtCoder Beginner Contest 116 D - Various Sushi 【贪心+栈】
Problem Statement There are NN pieces of sushi. Each piece has two parameters: "kind of topping ...
- Shell 03 for while case 函数 中断及退出
一.for循环 1.脚本1,通过循环批量显示5个hello world ( in 1 2 3 4 5 ) 2.脚本2,通过循环批量显示10个hello world ( in {1..10} ...
- CKEditor本地图片自动上传插件
由于工作需要必须将word文档内容粘贴到编辑器中使用 但发现word中的图片粘贴后变成了file:///xxxx.jpg这种内容,如果上传到服务器后其他人也访问不了,网上找了很多编辑器发现没有一个能直 ...
- learning express step(十)
when develop expree meet some errors, we show how to solve Error: No default engine was specified an ...
- MySQL实现计算两点之间的距离
DELIMITER $$ CREATE FUNCTION `calculateLineDistance`(startLng double, startLat double, endLng double ...
- libpng warning:iCCP:known incorrect sRGB profile
原因是新版的libpng增强了检查,发出警告.此警告可以忽略.若要消除此警告则要使用v4的色彩配置.GIMP sRGB v4 色彩配置,修改当前图片的色彩配置,设为默认. sRGB profilesO ...