JUC-CopyOnWriteArrayList源码学习

发布时间:2026/7/28 15:02:00
JUC-CopyOnWriteArrayList源码学习 1.概述JUC包下的并发List只有CopyOnWriteArrayList。该arrayList是线程安全的arrayList对其修改的操作都是都是在一个副本数组进行的也即是采用写时复制的策略。如图1为该类的继续关系在开始阅读CopyOnWriteArrayList的时候不妨大家可以思考一下假如自己写一个写时复制的线程安全的list有哪些点需要考虑如何保证线程安全 比如多个线程进行读写时如何保证是线程安全的 如何保证线程安全 比如多个线程进行读写时如何保证是线程安全的 …图12.主要方法源码分析2.1:添加元素在copyOnWriteArrayList添加元素有很多重载方法他们原理类似本文只以#add(E e)进行分析。public boolean add(E e) { //1.独占锁 final ReentrantLock lock this.lock; lock.lock(); try { //2.获取数据数组 Object[] elements getArray(); int len elements.length; //3.将数据复制到新的数组 Object[] newElements Arrays.copyOf(elements, len 1); newElements[len] e; //4.替换原先数组 setArray(newElements); return true; } finally { //释放锁 lock.unlock(); } }上面代码的逻辑比较简单主要是先获取独占锁将原先数据复制到新数组并把新增的数据添加到新数组中然后用新数组代替旧数组。2.2:获取元素分析可得通过get方法获取指定位置元素的时候首先是获取存储数据的array数组然后返回指定下标的元素整个过程都没有锁同步假如在执行第二步之前第一步之后有线程进行了修改此处就会产生弱一致性问题。因为在获取的过程中始终指向的是旧数组而修改都在修改新数组然后再修改CopyOnWriteArrayList里面存储数组元素变量的引用指向。2.3:修改元素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(); } }首先获取了独占锁从而阻止其他线程对 array 数组进行修改然后获取当前数组并调用 get 方法获取指定位置的元素如果指定位置的元素值与新值不一致则创建新数组井复制元素然后在新数组上修改指定位置的元素值并设置新数组到 array。如果指定位置的元素值与新值一样 则为 了保证 volatile 语义还是需要重新设置 array虽然 array 的内 容并没有改变。2.4:删除元素public E remove(int index) { final ReentrantLock lock this.lock; //获取独占锁 lock.lock(); try { //获取旧数组 Object[] elements getArray(); int len elements.length; //原值 E oldValue get(elements, index); int numMoved len - index - 1; //删除最后一个元素 if (numMoved 0) setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1)); else { //信数组的数据分两次复制 Object[] newElements new Object[len - 1]; System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index); System.arraycopy(elements, index 1, newElements, index, numMoved); //修改存储数据变量的指针引用 setArray(newElements); } return oldValue; } finally { lock.unlock(); } }如上代码其实和新增元素的代码类似首先获取独占锁以保证删除数据期间其他线程不能对 array 进行修改然后获取数组中要被删除的元素并把剩余的元素复制到新数组之后使用新数组替换原来的数组最后在返回前释放锁 。3.迭代器的弱一致性在讲解迭代器弱一致性的时候可先看一下此处代码的运行结果。结果此处细节可自己研究CopyOnWriteArrayList迭代器内部类COWIterator当其它线程修改了CopyOnWriteArrayList的数据的是哈COWIterator里面的snapshot其实保存的就是一个副本。3.总结写时复制的策略会产生弱一致性问题究其根本就在于读操作都是在操作旧的副本写操作都是先在新数组操作完成之后然后修改存储数据元素变量的引用指向。