diff --git a/blogs/集合/CopyOnWriteArrayList.md b/blogs/集合/CopyOnWriteArrayList.md index 2c9e82d..b8a3577 100644 --- a/blogs/集合/CopyOnWriteArrayList.md +++ b/blogs/集合/CopyOnWriteArrayList.md @@ -2,3 +2,126 @@ CopyOnWriteArrayList --- +#### 引导语 + +在 ArrayList 的类注释上,JDK 就提醒了我们,如果要把 ArrayList 作为共享变量的话,是线程不安全的,推荐我们自己加锁或者使用 Collections.synchronizedList 方法,其实 JDK 还提供了另外一种线程安全的 List,叫做 CopyOnWriteArrayList,这个 List 具有以下特征: + +1. 线程安全的,多线程环境下可以直接使用,无需加锁 +2. 通过锁 + 数组拷贝 + volatile 关键字保证了线程安全 +3. 每次数组操作,都会把数组拷贝一份出来,在新数组上进行操作,操作成功之后再赋值回去 + +#### 新增 + +```java + public boolean add(E e) { + synchronized (lock) { + Object[] es = getArray(); + int len = es.length; + es = Arrays.copyOf(es, len + 1); + es[len] = e; + setArray(es); + return true; + } + } + + public void add(int index, E element) { + synchronized (lock) { + Object[] es = getArray(); + int len = es.length; + if (index > len || index < 0) + throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBounds(index, len)); + Object[] newElements; + int numMoved = len - index; + if (numMoved == 0) + newElements = Arrays.copyOf(es, len + 1); + else { + newElements = new Object[len + 1]; + System.arraycopy(es, 0, newElements, 0, index); + System.arraycopy(es, index, newElements, index + 1, + numMoved); + } + newElements[index] = element; + setArray(newElements); + } + } +``` + +简单的 add 方法,是拷贝原有数组然后插入到数组尾部。而 add 到指定位置时,是需要拷贝两次的。 + +这里有一个问题,都已经加锁了,为什么还需要拷贝数组呢,而不是在原来数组上面进行操作呢,原因主要为: + +1. volatile关键字修饰的是数组,如果我们简单的在原来数组上修改其中某几个元素的值,是无法触发可见性的,我们必须通过修改数组的内存地址才行,也就说要对数组进行重新赋值才行 +2. 在新的数组上进行拷贝,对老数组没有任何影响,只有新数组完全拷贝完成之后,外部才能访问到,降低了在赋值过程中,老数组数据变动的影响 + +#### 移除 + +移除指定位置的元素: + +```java + public E remove(int index) { + synchronized (lock) { + Object[] es = getArray(); + int len = es.length; + E oldValue = elementAt(es, index); + int numMoved = len - index - 1; + Object[] newElements; + if (numMoved == 0) + newElements = Arrays.copyOf(es, len - 1); + else { + newElements = new Object[len - 1]; + System.arraycopy(es, 0, newElements, 0, index); + System.arraycopy(es, index + 1, newElements, index, + numMoved); + } + setArray(newElements); + return oldValue; + } + } +``` + +批量移除: + +```java + boolean bulkRemove(Predicate filter, int i, int end) { + // assert Thread.holdsLock(lock); + final Object[] es = getArray(); + // Optimize for initial run of survivors + for (; i < end && !filter.test(elementAt(es, i)); i++) + ; + if (i < end) { + final int beg = i; + final long[] deathRow = nBits(end - beg); + int deleted = 1; + deathRow[0] = 1L; // set bit 0 + for (i = beg + 1; i < end; i++) + if (filter.test(elementAt(es, i))) { + setBit(deathRow, i - beg); + deleted++; + } + // Did filter reentrantly modify the list? + if (es != getArray()) + throw new ConcurrentModificationException(); + final Object[] newElts = Arrays.copyOf(es, es.length - deleted); + int w = beg; + for (i = beg; i < end; i++) + if (isClear(deathRow, i - beg)) + // 赋值到临时数组里面 + newElts[w++] = es[i]; + System.arraycopy(es, i, newElts, w, es.length - i); + setArray(newElts); + return true; + } else { + if (es != getArray()) + throw new ConcurrentModificationException(); + return false; + } + } +``` + +在进行批量移除的时候,并不会直接对数组中的元素进行挨个删除,而是先对数组中的值进行循环判断,把我们不需要删除的数据放到临时数组中,最后临时数组中的数据就是我们不需要删除的数据。 + +这个和 ArrayList 的批量删除的思想类似,所以我们在需要删除多个元素的时候,最好都使用这种批量删除的思想,而不是采用在 for 循环中使用单个删除的方法,单个删除的话,在每次删除的时候都会进行一次数组拷贝,很消耗性能。 + +#### 迭代 + +在 CopyOnWriteArrayList 类注释中,明确说明了,在其迭代的过程中,即使数组的原值被改变了,也不会抛出 ConcurrentModificationException 异常,其根源在于数组的每次变动,都会生成新的数组,不会影响老数组,迭代过程中,根本就不会发生迭代数组的变动。 \ No newline at end of file