Copy-On-Write簡稱COW，是一種用于程序設(shè)計中的優(yōu)化策略。其基本思路是，從一開始大家都在共享同一個內(nèi)容，當某個人想要修改這個內(nèi)容的時候，才會真正把內(nèi)容Copy出去形成一個新的內(nèi)容然后再改，這是一種延時懶惰策略。從JDK1.5開始Java并發(fā)包里提供了兩個使用CopyOnWrite機制實現(xiàn)的并發(fā)容器,它們是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。
本節(jié)重點梳理下CopyOnWriteArrayList。
CopyOnWriteArrayList是線程安全的
在多個線程對同一個CopyOnWriteArrayList讀和寫的情況下，它不會拋出java.util.ConcurrentModificationException。
CopyOnWriteArrayList是怎么保證線程安全的呢？
CopyOnWriteArrayList使用了一種叫寫時復(fù)制的方法，當有新元素添加到CopyOnWriteArrayList時，先從原有的數(shù)組中拷貝一份出來，然后在新的數(shù)組做寫操作，寫完之后，再將原來的數(shù)組引用指向到新數(shù)組。
CopyOnWriteArrayList的整個add操作都是在鎖的保護下進行的。
這樣做是為了避免在多線程并發(fā)add的時候，復(fù)制出多個副本出來,把數(shù)據(jù)搞亂了，導(dǎo)致最終的數(shù)組數(shù)據(jù)不是我們期望的。以下是add源碼：
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();
}
}
由于所有的寫操作都是在新數(shù)組進行的，這個時候如果有線程并發(fā)的寫，則通過鎖來控制，如果有線程并發(fā)的讀，則分幾種情況：
1、如果寫操作未完成，那么直接讀取原數(shù)組的數(shù)據(jù)；
2、如果寫操作完成，但是引用還未指向新數(shù)組，那么也是讀取原數(shù)組數(shù)據(jù)；
3、如果寫操作完成，并且引用已經(jīng)指向了新的數(shù)組，那么直接從新數(shù)組中讀取數(shù)據(jù)。
可見，CopyOnWriteArrayList的讀操作是可以不用加鎖的。
CopyOnWriteArrayList的使用場景
通過上面的分析，CopyOnWriteArrayList有幾個缺點：
1、由于寫操作的時候，需要拷貝數(shù)組，會消耗內(nèi)存，如果原數(shù)組的內(nèi)容比較多的情況下，可能導(dǎo)致young gc或者full gc。
2、不能用于實時讀的場景，像拷貝數(shù)組、新增元素都需要時間，所以調(diào)用一個set操作后，讀取到數(shù)據(jù)可能還是舊的,雖然CopyOnWriteArrayList 能做到最終一致性,但是還是沒法滿足實時性要求；
CopyOnWriteArrayList 合適讀多寫少的場景，不過這類慎用
因為誰也沒法保證CopyOnWriteArrayList 到底要放置多少數(shù)據(jù)，萬一數(shù)據(jù)稍微有點多，每次add/set都要重新復(fù)制數(shù)組，這個代價實在太高昂了。在高性能的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，這種操作分分鐘引起故障。
CopyOnWriteArrayList透露的思想
如上面的分析CopyOnWriteArrayList表達的一些思想：
1、讀寫分離，讀和寫分開，減少讀和寫的并發(fā)沖突
2、最終一致性
3、使用另外開辟空間的思路，來解決并發(fā)沖突
使用注意
使用批量添加。因為每次添加，容器每次都會進行復(fù)制，所以減少添加次數(shù)，可以減少容器的復(fù)制次數(shù)。
引用
線程安全的CopyOnWriteArrayList介紹
聊聊并發(fā)-Java中的Copy-On-Write容器
