COW機(jī)制已經(jīng)相關(guān)類

econi 發(fā)布于2019-08-16 15:29 / 974人閱讀

摘要：機(jī)制已經(jīng)相關(guān)類和我們知道是用于替代的，是線程安全的容器。如果使用迭代器來做上面的操作，會(huì)拋出異常。實(shí)現(xiàn)原理是線程安全容器相對于，底層通過復(fù)制數(shù)組的方式來實(shí)現(xiàn)。線程在線程迭代的間隙中將部分的數(shù)據(jù)修改了已經(jīng)調(diào)用了。

COW機(jī)制已經(jīng)相關(guān)類

Vector和SynchronizedList

我們知道ArrayList是用于替代Vector的，Vector是線程安全的容器。因?yàn)樗鼛缀踉诿總€(gè)方法聲明處都加了synchronized關(guān)鍵字來使容器安全。

如果使用Collections.synchronizedList(new ArrayList())來使ArrayList變成是線程安全的話，也是幾乎都是每個(gè)方法都加上synchronized關(guān)鍵字的，只不過它不是加在方法的聲明處，而是方法的內(nèi)部。

多線程下for循環(huán)迭代Vector或者SynchronizedList，進(jìn)行delete和get操作會(huì)發(fā)生數(shù)組下標(biāo)錯(cuò)誤的異常。

在JDK5以后，Java推薦使用for-each(迭代器)來遍歷我們的集合，好處就是簡潔、數(shù)組索引的邊界值只計(jì)算一次。

如果使用for-each(迭代器)來做上面的操作，會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常。

如果想要完美解決上面所講的問題，我們可以在遍歷前加鎖：

遍歷一下容器都要我加上鎖，這這這不是要慢死了嗎。的確是挺慢的。因?yàn)榧渔i粒度太大。

CopyOnWriteArrayList是同步List的替代品，CopyOnWriteArraySet是同步Set的替代品。

Hashtable、Vector加鎖的粒度大(直接在方法聲明處使用synchronized)
ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList加鎖粒度小(用各種的方式來實(shí)現(xiàn)線程安全，比如我們知道的ConcurrentHashMap用了cas鎖、volatile等方式來實(shí)現(xiàn)線程安全..)
JUC下的線程安全容器在遍歷的時(shí)候不會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常

所以一般來說，我們都會(huì)使用JUC包下給我們提供的線程安全容器，而不是使用老一代的線程安全容器。

CopyOnWriteArrayList實(shí)現(xiàn)原理

CopyOnWriteArrayList是線程安全容器(相對于ArrayList)，底層通過復(fù)制數(shù)組的方式來實(shí)現(xiàn)。
CopyOnWriteArrayList在遍歷的使用不會(huì)拋出ConcurrentModificationException異常，并且遍歷的時(shí)候就不用額外加鎖
元素可以為null

/** 可重入鎖對象 */
    final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /** CopyOnWriteArrayList底層由數(shù)組實(shí)現(xiàn)，volatile修飾 */
    private transient volatile Object[] array;

    final Object[] getArray() {
        return array;
    }
    final void setArray(Object[] a) {
        array = a;
    }
    // 初始化CopyOnWriteArrayList相當(dāng)于初始化數(shù)組
    public CopyOnWriteArrayList() {
        setArray(new Object[0]);
    }

CopyOnWriteArrayList底層就是數(shù)組，加鎖就交由ReentrantLock來完成。

通過代碼我們可以知道：在add()，set()，remove() 的時(shí)候就上鎖，并復(fù)制一個(gè)新數(shù)組，增加操作在新數(shù)組上完成，將array指向到新數(shù)組中，最后解鎖。

在修改時(shí)，復(fù)制出一個(gè)新數(shù)組，修改的操作在新數(shù)組中完成，最后將新數(shù)組交由array變量指向。

寫加鎖，讀不加鎖

CopyOnWriteArrayList缺點(diǎn)

內(nèi)存占用：如果CopyOnWriteArrayList經(jīng)常要增刪改里面的數(shù)據(jù)，經(jīng)常要執(zhí)行add()、set()、remove()的話，那是比較耗費(fèi)內(nèi)存的。

因?yàn)槲覀冎烂看?b>add()、set()、remove()這些增刪改操作都要復(fù)制一個(gè)數(shù)組出來。

數(shù)據(jù)一致性：CopyOnWrite容器只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性，不能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性。

從上面的例子也可以看出來，比如線程A在迭代CopyOnWriteArrayList容器的數(shù)據(jù)。線程B在線程A迭代的間隙中將CopyOnWriteArrayList部分的數(shù)據(jù)修改了(已經(jīng)調(diào)用setArray()了)。但是線程A迭代出來的是原有的數(shù)據(jù)。