news 2026/7/28 15:02:00

JUC-CopyOnWriteArrayList源码学习

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
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1

2.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。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/7/28 15:01:36

OpenClaw 部署教程|Windows/macOS 双端电脑自动化 AI 搭建全流程

当前,各类对话式 AI 工具层出不穷,但大多仅支持文字交互,难以直接操控本地文件、浏览器及办公软件。OpenClaw 的核心优势在于本地部署与自动化执行,它能够接收自然语言指令,自主完成各类电脑操作,深受职场人…

作者头像 李华
网站建设 2026/7/28 15:01:34

Obsidian加密插件完整指南:安全保护你的敏感笔记内容

Obsidian加密插件完整指南:安全保护你的敏感笔记内容 【免费下载链接】obsidian-encrypt Hide secrets in your Obsidian.md vault 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ob/obsidian-encrypt 在数字笔记时代,你的Obsidian知识库中可能包含财…

作者头像 李华
网站建设 2026/7/28 15:01:14

NFS 配置 -- 客户端

查看服务端共享目录/文件:[rootstation bin]# showmount -e 172.16.30.254 Export list for 172.16.30.254: /mnt/private * /mnt/public * /rhome/guest2006 * /rhome/guest2005 * /rhome/guest2004 * /rhome/guest2003 * /rhome/guest2002 * /rhome/gues…

作者头像 李华
网站建设 2026/7/28 15:00:03

Tomcat性能优化实战:从配置到监控全解析

1. 为什么需要优化Tomcat?作为Java开发者最熟悉的Web容器之一,Tomcat的性能表现直接影响着线上服务的稳定性。我经历过一个电商项目,在促销活动期间由于未对Tomcat进行优化,导致服务器频繁出现线程阻塞和内存溢出。通过以下指标可…

作者头像 李华
网站建设 2026/7/28 14:59:46

ex48——更复杂的用户输入/扫描输入

lexicon程序 def convert_number(s):"""处理异常和数字的函数"""try:return int(s)except ValueError:return Noneclass Lexicon():# 因主程序中调用的是lexicon.scan(),因此只能是由定义类的属性延伸到函数的属性"""功能介绍&am…

作者头像 李华
网站建设 2026/7/28 14:59:30

Kubernetes生产环境的十个配置陷阱:从资源限制到探针配置的避坑手册

Kubernetes生产环境的十个配置陷阱:从资源限制到探针配置的避坑手册如果说Kubernetes是一架精密的航空发动机,那么配置就是控制面板上密密麻麻的旋钮。拧错任何一个,轻则效率下降,重则空中停车。本文梳理十个高频K8s配置陷阱&…

作者头像 李华