Java并发包中CopyOnWrite容器相关类简介
简介：
本文是主要介绍，并发容器CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet（不含重复元素的并发容器）的基本原理和使用示例。
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1. CopyOnWriteArrayList
从类的名字我们可以看出，该类是基于ArrayList类实现的。而CopyOnWrite的意思显然借鉴了操作系统中写时拷贝的思想。该容器主要有以下特点：
1）读取该容器中元素时，不加锁。
2）写操作，会加锁，也就是说多个线程进行写入操作时会逐个获取锁后进行写入。
3）写操作不会影响读操作，也就是说线程要进行读操作时，不会因为有线程正在进行写操作而阻塞。
下面是写操作源代码
public E set(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
E oldValue = get(elements, index);
if (oldValue != element) {
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} else {
// Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
setArray(elements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
工作原理：在CopyOnWriteArrayList类中，定一了一个数组private transient volatile Object[] array;容器中存储的对象的索引都会放在这个数组中。
写操作首先会获取锁。当获取锁成功后，复制该数组到一个新的数组newElements中，然后修改或者添加某个元素（注意这个时候如果有线程来读取该数组中的某个值，由于读操作不需要获取锁，所以不会被阻塞，但是可能不能读取到最新修改后的值）。修改后，让array指向经过修改后的新数组newElements，原array指向的数组会被垃圾回收器回收。
下面的代码是CopyOnWriteArrayList的演示例程
package javalearning;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/*CopyOnWriteArrayList演示例程*/
public class CopyOnWriteArrayListDemo {
/*定义一个CopyOnWriteArrayList对象，读线程和写线程会同时使用它*/
private CopyOnWriteArrayList<Integer> cowal = new CopyOnWriteArrayList<Integer>();
{
/*对CopyOnWriteArrayList对象初始化*/
cowal.add(1);
cowal.add(2);
cowal.add(3);
}
private Random rnd = new Random();
public class ReadThread implements Runnable{
private String id;
public ReadThread(String id){
this.id = id;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(rnd.nextInt(1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/*读线程会打印出CopyOnWriteArrayList对象的所有数值*/
System.out.println(id + " " + cowal.toString());
}
}
public class WriteThread implements Runnable{
/*写线程会将CopyOnWriteArrayList对象的所有数值加1*/
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < cowal.size(); i++){
int x = cowal.get(i);
/*每修改一个元素之前加锁*/
cowal.set(i, x+1);
/*修改完一个元素后释放锁*/
try{
Thread.sleep(rnd.nextInt(1000));
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args){
ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
CopyOnWriteArrayListDemo demo = new CopyOnWriteArrayListDemo();
/*创建两个读线程*/
es.execute(demo.new ReadThread("r1"));
es.execute(demo.new ReadThread("r2"));
/*创建两个写线程*/
es.execute(demo.new WriteThread());
es.execute(demo.new WriteThread());
es.shutdown();
while(!es.isTerminated()){
;
}
System.out.println("=====================");
/*CopyOnWriteArrayList对象中的最终值*/
System.out.println("eventual " + demo.cowal.toString());
}
}
全部结束后，最终结果和我们预想的一致。
r2 [2, 3, 3] r1 [2, 4, 3] ===================== eventual [2, 4, 5]
2. CopyOnWriteArraySet
CopyOnWriteArraySet是一个不存贮重复对象的写时拷贝容器。它的实现的原理很简单，在其内部定义了一个CopyOnWriteArrayList对象al，当向该容器添加一个对象时，会调用addIfAbsent方法。
public boolean add(E e) {
return al.addIfAbsent(e);
}
3. 参考内容
