CopyOnWriteArrayList 源码分析

JavaSE

TOP 带着问题看源码

  1. CopyOnWriteArrayList 是怎么保证线程安全的
  2. 适用的场景

1. 基本介绍

顾名思义，这是一个每次写入都采用先复制再写入的方式来实现的线程安全的 List。这样的好处是可以读写并行，而且实现简单。

2. 成员变量分析

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// lock 锁
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 存放数据的数组
private transient volatile Object[] array;

// getter
final Object[] getArray() {
    return array;
}
// setter
final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

3. 核心方法分析

3.1 add(E e)

核心逻辑就是使用数组copy把旧的数据复制到新的数组(比旧的数组长度大1)，然后把存放数据的数组指向新的数组。加锁是解决线程不安全问题，可以明白问题 TOP 1 的线程安全问题是由 COW+Lock 来保证的。

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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();
    }
}

3.2 get(int index)

获取指定 index 的数据比较简单，可以看到查询是无锁的

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

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

4. 总结

经过前面的分析，可以发现其更新操作都是贯彻 COW 思想，那就有可能写入还在复制副本期间读的是旧的数据，回到问题 TOP 2 那对应的场景也可以猜到：

适用于写少读多且能容忍读写的短暂不一致