CopyOnWriteArrayList源码解析（1）

2018-12-20 本文已影响5人 yijian2595

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注：在看这篇文章之前，如果对ArrayList底层不清楚的话，建议先去看看ArrayList源码解析。

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5102342.html

1、对于CopyOnWriteArrayList需要掌握以下几点

创建：CopyOnWriteArrayList()
添加元素：即add(E)方法
获取单个对象：即get(int)方法
删除对象：即remove(E)方法
遍历所有对象：即iterator()，在实际中更常用的是增强型的for循环去做遍历

注：CopyOnWriteArrayList是一个线程安全，读操作时无锁的ArrayList。

2、创建

public CopyOnWriteArrayList()

使用方法：

List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();

相关源代码：

    private volatile transient Object[] array;//底层数据结构

    /**
     * 获取array
     */
    final Object[] getArray() {
        return array;
    }

    /**
     * 设置Object[]
     */
    final void setArray(Object[] a) {
        array = a;
    }

    /**
     * 创建一个CopyOnWriteArrayList
     * 注意：创建了一个0个元素的数组
     */
    public CopyOnWriteArrayList() {
        setArray(new Object[0]);
    }

注意点：

设置一个容量为0的Object[]；ArrayList会创造一个容量为10的Object[]

3、添加元素

public boolean add(E e)

使用方法：

list.add("hello");

源代码：

    /**
     * 在数组末尾添加元素
     * 1）获取锁
     * 2）上锁
     * 3）获取旧数组及其长度
     * 4）创建新数组，容量为旧数组长度+1，将旧数组拷贝到新数组
     * 5）将要增加的元素加入到新数组的末尾，设置全局array为新数组
     */
    public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;//这里为什么不直接用this.lock（即类中已经初始化好的锁）去上锁
        lock.lock();//上锁
        try {
            Object[] elements = getArray();//获取当前的数组
            int len = elements.length;//获取当前数组元素
            /*
             * Arrays.copyOf(elements, len + 1)的大致执行流程：
             * 1）创建新数组，容量为len+1，
             * 2）将旧数组elements拷贝到新数组，
             * 3）返回新数组
             */
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;//新数组的末尾元素设成e
            setArray(newElements);//设置全局array为新数组
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();//解锁
        }
    }

注意点：

Arrays.copyOf(T[] original, int newLength)该方法在ArrayList中讲解过

疑问：

在add(E)方法中，为什么要重新定义一个ReentrantLock，而不直接使用那个定义的类变量锁（全局锁）

答：事实上，按照他那样写，即使是在add、remove、set中存在多个引用，最后也是一个实例this.lock，所以不管你在add、remove、set中怎样去从新定义一个ReentrantLock，其实add、remove、set中最后使用的都是同一个锁this.lock，也就是说，同一时刻，add/remove/set只能有一个在运行。这样讲，就是说，下边这段代码完全可以做一个修改。修改前的代码：
```
    public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;//这里为什么不直接用this.lock（即类中已经初始化好的锁）去上锁
        lock.lock();//上锁
```
修改后的代码：
```
    public boolean add(E e) {
        //final ReentrantLock lock = this.lock;//这里为什么不直接用this.lock（即类中已经初始化好的锁）去上锁
        this.lock.lock();//上锁
```

根据以上代码可知，每增加一个新元素，都要进行一次数组的复制消耗，那为什么每次不将数组的元素设大（比如说像ArrayList那样，设置为原来的1.5倍+1），这样就会大大减少因为数组元素复制所带来的消耗？

4、获取元素

public E get(int index)

使用方法：

list.get(0)

源代码：

    /**
     * 根据下标获取元素
     * 1）获取数组array
     * 2）根据索引获取元素
     */
    public E get(int index) {
        return (E) (getArray()[index]);
    }

注意点：

获取不需要加锁

疑问：在《分布式Java应用：基础与实践》一书中作者指出：读操作会发生脏读，为什么？

从类属性部分，我们可以看到array数组是volatile修饰的，也就是当你对volatile进行写操作后，会将写过后的array数组强制刷新到主内存，在读操作中，当你读出数组（即getArray()）时，会强制从主内存将array读到工作内存，所以应该不会发生脏读才对呀！！！

补：volatile的介绍见《附2 volatile》，链接如下：

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5125698.html

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CopyOnWriteArrayList源码解析（1）

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