CopyOnWriteArrayList真的完全线程安全吗
2018-12-06 本文已影响109人
口子窖
CopyOnWriteArrayList是开发过程中常用的一种并发容器,多用于读多写少的并发场景。但是CopyOnWriteArrayList真的能做到完全的线程安全吗?
答案是并不能。
CopyOnWriteArrayList原理
我们可以看出当我们向容器添加或删除元素的时候,不直接往当前容器添加删除,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加删除元素,添加删除完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器,整个过程加锁,保证了写的线程安全。
public boolean add(E e) {
synchronized (lock) {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
newElements[len] = e;
setArray(newElements);
return true;
}
}
public E remove(int index) {
synchronized (lock) {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
E oldValue = get(elements, index);
int numMoved = len - index - 1;
if (numMoved == 0)
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
setArray(newElements);
}
return oldValue;
}
}
而因为写操作的时候不会对当前容器做任何处理,所以我们可以对容器进行并发的读,而不需要加锁,也就是读写分离。
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}
一般来讲我们使用时,会用一个线程向容器中添加元素,一个线程来读取元素,而读取的操作往往更加频繁。写操作加锁保证了线程安全,读写分离保证了读操作的效率,简直完美。
数组越界
但想象一下如果这时候有第三个线程进行删除元素操作,读线程去读取容器中最后一个元素,读之前的时候容器大小为i,当去读的时候删除线程突然删除了一个元素,这个时候容器大小变为了i-1,读线程仍然去读取第i个元素,这时候就会发生数组越界。
测试一下,首先向CopyOnWriteArrayList里面塞10000个测试数据,启动两个线程,一个不断的删除元素,一个不断的读取容器中最后一个数据。
public void test(){
for(int i = 0; i<10000; i++){
list.add("string" + i);
}
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
if (list.size() > 0) {
String content = list.get(list.size() - 1);
}else {
break;
}
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
if(list.size() <= 0){
break;
}
list.remove(0);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
运行,可以看出删除到第7个元素的时候就发生了数组越界
error.png
从上可以看出CopyOnWriteArrayList并不是完全意义上的线程安全,如果涉及到remove操作,一定要谨慎处理。