java Copy-On-Write并发容器

前言

在JDK1.5以上版本中，提供了CopyOnWriteArrayList，CopyOnWriteArraySet两种并发容器。采用读写分离的思想(读操作在元数据中操作，写操作则在副本中操作)，降低锁冲突，提高并发性。

原理剖析

CopyOnWriteArrayList 部分JDK源码：

public class CopyOnWriteArrayList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 8673264195747942595L;

    /** The lock protecting all mutators */
    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private volatile transient Object[] array;
    
    /**
     * Gets the array.  Non-private so as to also be accessible
     * from CopyOnWriteArraySet class.
     */
    final Object[] getArray() {
        return array;
    }
    
    /**
     * Sets the array.
     */
    final void setArray(Object[] a) {
        array = a;
    }
    
    /**
     * 读取操作(没有加锁)
     */
    public E get(int index) {  
       return (E)(getArray()[index]);  
    }
    
    /** 
     *写操作(加锁的目的：防止并发量大时，产生过多的元数据副本，耗内存) 
     */  
    public boolean add(E e) {  
       final ReentrantLock lock = this.lock;  
       lock.lock();  
       try {  
          Object[] elements = getArray();  
          int len = elements.length;
          //对元数据进行拷贝
          Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);  
          newElements[len] = e;//操作副本  
          setArray(newElements);//修改元数组引用为副本引用  
          return true;  
        } finally {  
          lock.unlock();  
        }  
   }  
}

总结

对于读多写少的场景(例如：缓存)，可以有效减少锁冲突，提示系统并发能力。