概念
CopyOnWrite 只是看字面意思就能看出来，就是在写入时复制，说得轻巧，写入时复制，具体是怎么实现的呢？
先来说说思想，具体怎么实现等下分析
CopyOnWrite 的思想就是：当向一个容器中添加元素的时候，不是直接在当前这个容器里面添加的，而是复制出来一个新的容器，在新的容器里面添加元素，添加完毕之后再将原容器的引用指向新的容器，这样就实现了写入时复制
你还记得在提到数据库的时候，一般都会说主从复制，读写分离吗？CopyOnWrite 的设计思想是不是和经常说的主从复制，读写分离如出一撤？
优缺点
了解概念之后，对它的优缺点应该就比较好理解了
优点就是，读和写可以并行执行，因为读的是原来的容器，写的是新的容器，它们之间互不影响，所以读和写是可以并行执行的，在某些高并发场景下，可以提高程序的响应时间
但是呢，你也看到了， CopyOnWrite 是在写入的时候，复制了一个新的容器出来，所以要考虑它的内存开销问题，又回到了在学算法时一直强调的一个思想：拿空间换时间
需要注意一下，它只保证数据的最终一致性。因为在读的时候，读取的内容是原容器里面的内容，新添加的内容是读取不到的
基于它的优缺点应该就可以得出一个结论：CopyOnWrite 适用于写操作非常少的场景，而且还能够容忍读写的暂时不一致 如果你的应用场景不适合，那还是考虑使用别的方法来实现吧
还有一点需要注意的是：在写入时，它会复制一个新的容器，所以如果有写入需求的话，最好可以批量写入，因为每次写入的时候，容器都会进行复制，如果能够减少写入的次数，就可以减少容器的复制次数
在 JUC 包下，实现 CopyOnWrite 思想的就是 CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet 这两个方法，本篇文章侧重于讲清楚 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList
在 CopyOnWriteArrayList 中，需要注意的是 add 方法：
????public?boolean?add(E?e)?{
????????final?ReentrantLock?lock?=?this.lock;
????????//?在写入的时候,需要加锁,如果不加锁的话,在多线程场景下可能会被?copy?出?n?个副本出来
????????//?加锁之后,就能保证在进行写时,只有一个线程在操作
????????lock.lock();
????????try?{
????????????Object[]?elements?=?getArray();
????????????int?len?=?elements.length;
????????????//?复制原来的数组
????????????Object[]?newElements?=?Arrays.copyOf(elements,?len?+?1);
????????????//?将要添加的元素添加到新数组中
????????????newElements[len]?=?e;
????????????//?将对原数组的引用指向新的数组
????????????setArray(newElements);
????????????return?true;
????????}?finally?{
????????????lock.unlock();
????????}
????}
在写的时候需要加锁，但是在读取的时候不需要添加
因为读取的是原数组的元素，对新数组没有什么影响，加了锁反而会增加性能开销
public?E?get(int?index)?{
?return?get(getArray(),?index);
}
举个例子：
CopyOnWrite 在 JUC 包下，那么它就保证了线程安全
咱们来做个小 demo 验证一下：
@Slf4j
public?class?ArrayListExample?{
????//?请求总数
????public?static?int?clientTotal?=?5000;
????//?同时并发执行的线程数
????public?static?int?threadTotal?=?200;
????private?static?List?list?=?new?ArrayList<>();
????public?static?void??main(String[]?args)?throws?Exception{
????????ExecutorService?executorService?=?Executors.newCachedThreadPool();
????????final?Semaphore?semaphore?=?new?Semaphore(threadTotal);
????????final?CountDownLatch?countDownLatch?=?new?CountDownLatch(clientTotal);
????????for?(int?i?=?0;?i?{
????????????????try?{
????????????????????semaphore.acquire();
????????????????????update(count);
????????????????????semaphore.release();
????????????????}?catch?(Exception?e)?{
????????????????????log.error("exception",e);
????????????????}
????????????????countDownLatch.countDown();
????????????});
????????}
????????countDownLatch.await();
????????executorService.shutdown();
????????log.info("size:{}",list.size());
????}
????private?static?void?update(int?i){
????????list.add(i);
????}
}
上面是客户端请求 5000 次，有 200 个线程在同时请求，我使用的是 ArrayList 实现，咱们看下打印结果：
如果是线程安全的话，那么最后的结果应该是 5000 才对，多运行几次你会发现，每次程序的执行结果都是不一样的
如果是 CopyOnWriteArrayList 呢？
@Slf4j
public?class?CopyOnWriteArrayListExample?{
????//?请求总数
????public?static?int?clientTotal?=?5000;
????//?同时并发执行的线程数
????public?static?int?threadTotal?=?200;
????private?static?List?list?=?new?CopyOnWriteArrayList<>();
????public?static?void??main(String[]?args)?throws?Exception{
????????ExecutorService?executorService?=?Executors.newCachedThreadPool();
????????final?Semaphore?semaphore?=?new?Semaphore(threadTotal);
????????final?CountDownLatch?countDownLatch?=?new?CountDownLatch(clientTotal);
????????for?(int?i?=?0;?i?{
????????????????try?{
????????????????????semaphore.acquire();
????????????????????update(count);
????????????????????semaphore.release();
????????????????}?catch?(Exception?e)?{
????????????????????log.error("excepiton",e);
????????????????}
????????????????countDownLatch.countDown();
????????????});
????????}
????????countDownLatch.await();
????????executorService.shutdown();
????????log.info("size:{}",list.size());
????}
????private?static?void?update(int?i){
????????list.add(i);
????}
}
多运行几次，结果都是一样的：
由此可见， CopyOnWriteArrayList 是线程安全的
以上，感谢阅读~
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