本文主要是介绍Java并发编程与技术内幕:CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet源码解析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、CopyOnWriteArrayList源码分析
CopyOnWriteArrayList在java的并发场景中用得其实并不是非常多，因为它并不能完全保证读取数据的正确性。其主要有以下的一些特点：
1、适合场景读多写少
2、不能保证读取数据一定是正确 的，因为get时是不加锁的
3、add、remove会加锁再来操作
下面来看看源码：
包含的数据结构
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public class CopyOnWriteArrayList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
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/** 重入锁*/
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transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
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/** 真正存放数据的结构*/
-
private volatile transient Object[] array;
其实它的数据结构非常简单，就是一个数组和一个重入锁。
构造函数有三个：
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/**
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* 构造函数,创建一个空数组
-
*/
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public CopyOnWriteArrayList() {
-
setArray(new Object[0]);
-
}
-
/**
-
* 构造函数,从集合中来初始化列表
-
*/
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public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
-
Object[] elements = c.toArray();
-
if (elements.getClass() != Object[].class)
-
elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);//将elements数组内容都转换成Object类型
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setArray(elements);
-
}
-
/**
-
* 构造函数,从数组来初始化列表
-
*/
-
public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
-
setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));//注意，都向上转型为Object类型
-
}
主要方法：
1、add时加锁
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public boolean add(E e) {
-
final ReentrantLock lock = this.lock;
-
lock.lock();//取得锁
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try {
-
Object[] elements = getArray();
-
int len = elements.length;
-
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//将当前elements复制到一个长度加1的数组中
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newElements[len] = e;//设置最后一个元素为e
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setArray(newElements);//设置当前元素数组，在这里如果执行get时就有可能会出错
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return true;
-
} finally {
-
lock.unlock();//释放锁
-
}
这里在注意这个方法：
addIfAbsent这个方法CopyOnWriteArraySet会用到（其实CopyOnWriteArraySet就是封装了一个CopyOnWriteArrayList，下文会说到）
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//如果已存在就不放入
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public boolean addIfAbsent(E e) {
-
final ReentrantLock lock = this.lock;
-
lock.lock();//取得锁
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try {
-
Object[] elements = getArray();
-
int len = elements.length;
-
Object[] newElements = new Object[len + 1];
-
for (int i = 0; i < len; ++i) { //一个一个元素取出来进行对比
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if (eq(e, elements[i]))
-
return false; // 跳出,list中已存在此元素
-
else
-
newElements[i] = elements[i]; //一个一个拷贝到新数组
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}
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newElements[len] = e;
-
setArray(newElements);//设置新数组
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return true;//加入成功
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} finally {
-
lock.unlock();//释放锁
-
}
-
}
2、删除时在加锁
删除方法一
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public E remove(int index) {
-
final ReentrantLock lock = this.lock;
-
lock.lock();//取得锁
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try {
-
Object[] elements = getArray();
-
int len = elements.length;
-
Object oldValue = elements[index];//查到要删除的元素
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int numMoved = len - index - 1;
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if (numMoved == 0)//删除的刚好是最后一个元素
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setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));//直接一次拷贝就可以完成
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else {
-
Object[] newElements = new Object[len - 1];
-
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);//前半部分拷贝
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System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,numMoved);//后半部分拷贝
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setArray(newElements);//重新设置数组
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}
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return (E)oldValue;//返回删除的元素
-
} finally {
-
lock.unlock();//释放锁
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}
-
}
删除方法二
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public boolean remove(Object o) {
-
final ReentrantLock lock = this.lock;
-
lock.lock();
-
try {
-
Object[] elements = getArray();
-
int len = elements.length;
-
if (len != 0) {
-
int newlen = len - 1;
-
Object[] newElements = new Object[newlen];//设置新数组大小
-
for (int i = 0; i < newlen; ++i) {
-
if (eq(o, elements[i])) {
-
// found one; copy remaining and exit
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for (int k = i + 1; k < len; ++k)//找到一个，那么把后面的依次循环拷贝到新数组就完成此次操作
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newElements[k-1] = elements[k];
-
setArray(newElements);//设置新数组
-
return true;
-
} else
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newElements[i] = elements[i];//没有找到相等的元素
-
}
-
if (eq(o, elements[newlen])) {//判断是后一个是否相等
-
setArray(newElements);//设置新数组
-
return true;
-
}
-
}
-
return false;//如果到这里，表明不包含这个元素，原数组的内容不做改变
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} finally {
-
lock.unlock();
-
}
-
}
3、get时不加锁
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public E get(int index) {
-
return (E)(getArray()[index]);//直接取得数组对应的索引上的数据就返回了，这里在取得有可能原数组在取完成后就发生改变
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}
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final Object[] getArray() {
-
return array;
-
}
4、contains时不加锁
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public boolean contains(Object o) {
-
Object[] elements = getArray();
-
return indexOf(o, elements, 0, elements.length) >= 0;
-
}
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private static int indexOf(Object o, Object[] elements,
-
int index, int fence) {
-
if (o == null) {
-
for (int i = index; i < fence; i++)
-
if (elements[i] == null)
-
return i;
-
} else {
-
for (int i = index; i < fence; i++)
-
if (o.equals(elements[i]))
-
return i;
-
}
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return -1;
-
}
二、CopyOnWriteArraySet源码分析
CopyOnWriteArraySet的原理场景和CopyOnWriteArrayList一样，只不过是不能有重复的元素放入，它里面包含一个CopyOnWriteArrayList，真正调用的方法都 是CopyOnWriteArrayList的方法
数据结构：
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public class CopyOnWriteArraySet<E> extends AbstractSet<E> implements java.io.Serializable {
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private static final long serialVersionUID = 5457747651344034263L;
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private final CopyOnWriteArrayList<E> al; //只包含有一个CopyOnWriteArrayList
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。。
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}
可以看到就只有一个CopyOnWriteArrayList一个成员变量
其主要方法：
1、add方法
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public boolean add(E e) {
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return al.addIfAbsent(e); //调用CopyOnWriteArrayList的addIfAbsent方法，如果数据重复返回false，不加入
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}
2、remove方法
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public boolean remove(Object o) {
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return al.remove(o); //调用CopyOnWriteArrayList 的remove方法
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}
3、CopyOnWriteArraySet没有get方法，只能通过Iterator来依次取
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public Iterator<E> iterator() {
-
return al.iterator();//调用CopyOnWriteArrayList的iterator（）方法
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}
而CopyOnWriteArrayList的iterator（）方法如下：
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public Iterator<E> iterator() {
-
return new COWIterator<E>(getArray(), 0);
-
}
其中COWIterator是CopyOnWriteArrayList的一个内部类，其主要数据结构如下：
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private static class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {
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//数组
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private final Object[] snapshot;
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//当前指针指向数组地址
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private int cursor;
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private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
-
cursor = initialCursor;
-
snapshot = elements;
-
}
-
。。。。。
-
}
这篇关于Java并发编程与技术内幕:CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet源码解析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
