概念
CopyOnWrite 是什么呢，從字面上看，就是在寫入時復制?？雌饋砻菜坪芎唵?，那么寫入時復制，具體是怎么實現(xiàn)的呢？
先來說說思想，具體怎么實現(xiàn)等下分析
CopyOnWrite 的思想就是：當向一個容器中添加元素的時候，不是直接在當前這個容器里面添加的，而是復制出來一個新的容器，在新的容器里面添加元素，添加完畢之后再將原容器的引用指向新的容器，這樣就實現(xiàn)了寫入時復制
你還記得在提到數(shù)據(jù)庫的時候，一般都會說主從復制，讀寫分離嗎？CopyOnWrite 的設計思想是不是和經(jīng)常說的主從復制，讀寫分離如出一撤？
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優(yōu)缺點
了解概念之后，對它的優(yōu)缺點應該就比較好理解了
優(yōu)點就是，讀和寫可以并行執(zhí)行，因為讀的是原來的容器，寫的是新的容器，它們之間互不影響，所以讀和寫是可以并行執(zhí)行的，在某些高并發(fā)場景下，可以提高程序的響應時間
但是呢，你也看到了， CopyOnWrite 是在寫入的時候，復制了一個新的容器出來，所以要考慮它的內(nèi)存開銷問題，又回到了在學算法時一直強調(diào)的一個思想：拿空間換時間
需要注意一下，它只保證數(shù)據(jù)的最終一致性。因為在讀的時候，讀取的內(nèi)容是原容器里面的內(nèi)容，新添加的內(nèi)容是讀取不到的
基于它的優(yōu)缺點應該就可以得出一個結論：CopyOnWrite 適用于寫操作非常少的場景，而且還能夠容忍讀寫的暫時不一致 如果你的應用場景不適合，那還是考慮使用別的方法來實現(xiàn)吧
還有一點需要注意的是：在寫入時，它會復制一個新的容器，所以如果有寫入需求的話，最好可以批量寫入，因為每次寫入的時候，容器都會進行復制，如果能夠減少寫入的次數(shù)，就可以減少容器的復制次數(shù)
在 JUC 包下，實現(xiàn) CopyOnWrite 思想的就是 CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet 這兩個方法，本篇文章側重于講清楚 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList
在CopyOnWriteArrayList 中，需要注意的是 add 方法：
public boolean add(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 在寫入的時候,需要加鎖,如果不加鎖的話,在多線程場景下可能會被 copy 出 n 個副本出來
// 加鎖之后,就能保證在進行寫時,只有一個線程在操作
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 復制原來的數(shù)組
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
// 將要添加的元素添加到新數(shù)組中
newElements[len] = e;
// 將對原數(shù)組的引用指向新的數(shù)組
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}在寫的時候需要加鎖，但是在讀取的時候不需要添加
因為讀取的是原數(shù)組的元素，對新數(shù)組沒有什么影響，加了鎖反而會增加性能開銷
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}舉個例子：
CopyOnWrite 在 JUC 包下，那么它就保證了線程安全
咱們來做個小 demo 驗證一下：
@Slf4j
public class ArrayListExample {
// 請求總數(shù)
public static int clientTotal = 5000;
// 同時并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
public static int threadTotal = 200;
private static List<Integer> list = new ArrayList<>();
public static void main(String[] args) throws Exception{
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {
final int count = i;
executorService.execute(()->{
try {
semaphore.acquire();
update(count);
semaphore.release();
} catch (Exception e) {
log.error("exception",e);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
log.info("size:{}",list.size());
}
private static void update(int i){
list.add(i);
}
}
上面是客戶端請求 5000 次，有 200 個線程在同時請求，我使用的是 ArrayList 實現(xiàn)，咱們看下打印結果：
如果是線程安全的話，那么最后的結果應該是 5000 才對，多運行幾次你會發(fā)現(xiàn)，每次程序的執(zhí)行結果都是不一樣的
如果是 CopyOnWriteArrayList 呢？
@Slf4j
public class CopyOnWriteArrayListExample {
// 請求總數(shù)
public static int clientTotal = 5000;
// 同時并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
public static int threadTotal = 200;
private static List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
public static void main(String[] args) throws Exception{
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {
final int count = i;
executorService.execute(()->{
try {
semaphore.acquire();
update(count);
semaphore.release();
} catch (Exception e) {
log.error("excepiton",e);
}
countDownLatch.countDown();
});
}
countDownLatch.await();
executorService.shutdown();
log.info("size:{}",list.size());
}
private static void update(int i){
list.add(i);
}
}多運行幾次，結果都是一樣的：
由此可見，CopyOnWriteArrayList 是線程安全的。
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文章來源 公眾號：Java極客技術
作者：鴨血粉絲
以上就是關于 Java 并發(fā) CopyOnWrite 的相關介紹了，希望對大家有所幫助。
