关于CopyOnWriteArrayList

概述

     看这个类名CopyOnWriteArrayList继承ArrayList，通过查看类声明CopyOnWriteArrayList和ArrayList不存在继承关系。两个类的特点：1）都继承List接口，是List接口实现类。2）底层存储数据都采用数组 3）添加元素操作且ArrayList.size>数组长度时，以数组的1.5倍进行扩容；CopyOnWriteArrayList的扩容方式与ArrayList完全不一样。加一个元素copy一个新数组，老元素迁移动新数组中。然后，新增元素赋给新数组中。 4）ArrayList是非线程安全的，CopyOnWriteArrayList是线程安全的。5）ArrayList会预占内存，CopyOnWriteArrayList使用多少申请多少内存。

 

类图

存储结构

     之前讲过，CopyOnWriteArrayList存储结构是数组。array变量数组元素类型使用Object类型，transient元素不能序列化，volatile修饰线程可见性

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */
private transient volatile Object[] array;

 

构造函数

     CopyOnWriteArrayList有三个构造函数，针对三种使用场景。

1）无参场景，直接new实例就可以

2）如果想Collection实例元素迁移到CopyOnWriteArrayList中，可以使用CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) 

3）最后一种是[]数组元素迁移到CopyOnWriteArrayList中，可以使用CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn)

 

添加𢆉单元素

     首先调用ReentrantLock.lock函数上锁，若其他线程同时进入add函数处于阻塞状态。Arrays.copyOf复制一个Object[]类型新数组newElements。新元素变量e，赋给数组最后一个索引对应的值。最后调用setArray函数设置newElements变量为数组引用,ReentrantLock.unlock释放锁。

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();
    }
}

 

指定索引位置插入元素

         首先调用ReentrantLock.lock函数上锁。检查index索引是否越界（index > len || index < 0），若越界抛出IndexOutOfBoundsException异常。计算numMoved，numMoved为0时Array.copyOf复制数组；numMoved不为0时，数组移动分出两部以0到index(不含index)和(index+1到最后）。数组移动完成，index索引位置赋element元素和释放锁。

public void add(int index, E element) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        if (index > len || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                                ", Size: "+len);
        Object[] newElements;
        int numMoved = len - index;
        if (numMoved == 0)
            newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        else {
            newElements = new Object[len + 1];
            System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
            System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                             numMoved);
        }
        newElements[index] = element;
        setArray(newElements);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

指定索引查找元素

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

指定索引𩆋值替换

     源码挺简单直接看源码吧

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();
    }
}

writeObject函数

     将elements数组元素写入到ObjectOutputStream流中。

 

readObject函数

     从ObjectInputStream流实例对象保存到Object[]数组中，保存的过程会新建一个Object[]数组代替array变量。