Java併發程式設計：併發容器之CopyOnWriteArrayList
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Copy-On-Write簡稱COW，是一種用於程式設計中的優化策略。其基本思路是，從一開始大家都在共享同一個內容，當某個人想要修改這個內容的時候，才會真正把內容Copy出去形成一個新的內容然後再改，這是一種延時懶惰策略。從JDK1.5開始Java併發包裡提供了兩個使用CopyOnWrite機制實現的併發容器,它們是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。CopyOnWrite容器非常有用，可以在非常多的併發場景中使用到。
什麼是CopyOnWrite容器
CopyOnWrite容器即寫時複製的容器。通俗的理解是當我們往一個容器新增元素的時候，不直接往當前容器新增，而是先將當前容器進行Copy，複製出一個新的容器，然後新的容器裡新增元素，新增完元素之後，再將原容器的引用指向新的容器。這樣做的好處是我們可以對CopyOnWrite容器進行併發的讀，而不需要加鎖，因為當前容器不會新增任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想，讀和寫不同的容器。
CopyOnWriteArrayList的實現原理
在使用CopyOnWriteArrayList之前，我們先閱讀其原始碼瞭解下它是如何實現的。以下程式碼是向CopyOnWriteArrayList中add方法的實現（向CopyOnWriteArrayList裡新增元素），可以發現在新增的時候是需要加鎖的，否則多執行緒寫的時候會Copy出N個副本出來。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
/**
*
Appends the specified element to the end of this list.
*
*
@param e element to be appended to this list
*
@return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E
e) {
final ReentrantLock
lock = this.lock;
lock.lock();try {
Object[]
elements = getArray();
int len
= elements.length;
Object[]
newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
newElements[len]
= e;
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
|
讀的時候不需要加鎖，如果讀的時候有多個執行緒正在向CopyOnWriteArrayList新增資料，讀還是會讀到舊的資料，因為寫的時候不會鎖住舊的CopyOnWriteArrayList。
| 1 2 3 |
public E
get(int index)
{
return get(getArray(),
index);
}
|
JDK中並沒有提供CopyOnWriteMap，我們可以參考CopyOnWriteArrayList來實現一個，基本程式碼如下：
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