写时复制的List和Set

保证线程安全的思路：

一种是锁，使用synchronized或ReentrantLock；另外一种是循环CAS，写时复制体现了保证线程安全的另一种思路。

锁和循环CAS都是控制对同一个资源的访问冲突，而写时复制通过复制资源减少冲突。对于绝大部分访问都是读，且有大量并发线程要求读，只有个别线程进行写，且只是偶尔写的场合，写时复制就是一种很好的解决方案。

Copy-On-Write即写时复制，或称写时拷贝，这是解决并发问题的一种重要思路。

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList实现了List接口，它的用法与其他List（如ArrayList）基本是一样的。CopyOnWriteArrayList的特点如下：

❑ 它是线程安全的，可以被多个线程并发访问；

❑ 它的迭代器不支持修改操作，但也不会抛出ConcurrentModificationException；

❑ 它以原子方式支持一些复合操作。

CopyOnWriteArrayList的内部也是一个数组，但这个数组是以原子方式被整体更新的。每次修改操作，都会新建一个数组，复制原数组的内容到新数组，在新数组上进行需要的修改，然后以原子方式设置内部的数组引用，这就是写时复制。

所有的读操作，都是先拿到当前引用的数组，然后直接访问该数组。在读的过程中，可能内部的数组引用已经被修改了，但不会影响读操作，它依旧访问原数组内容。

换句话说，数组内容是只读的，写操作都是通过新建数组，然后原子性地修改数组引用来实现的。

每次修改都要创建一个新数组，然后复制所有内容，这听上去是一个难以令人接受的方案，如果数组比较大，修改操作又比较频繁，可以想象，CopyOnWriteArrayList的性能是很低的。事实确实如此，CopyOnWriteArrayList不适用于数组很大且修改频繁的场景。它是以优化读操作为目标的，读不需要同步，性能很高，但在优化读的同时牺牲了写的性能。

CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet实现了Set接口，不包含重复元素

由于CopyOnWriteArraySet是基于CopyOnWriteArrayList实现的，所以与之前介绍过的Set的实现类如HashSet/TreeSet相比，它的性能比较低，不适用于元素个数特别多的集合

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet适用于读远多于写、集合不太大的场合，它们采用了写时复制，这是计算机程序中一种重要的思维和技术。

写时复制是一种重要的思维，用于各种计算机程序中，比如操作系统内部的进程管理和内存管理。在进程管理中，子进程经常共享父进程的资源，只有在写时才复制。在内存管理中，当多个程序同时访问同一个文件时，操作系统在内存中可能只会加载一份，只有程序要写时才会复制，分配自己的内存，复制可能也不会全部复制，只会复制写的位置所在的

参考: Java编程的逻辑 17.1 写时复制的List和Set