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《java.util.concurrent 包源码阅读》08 CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet从数据结构类型上来说是类似的,都是用数组实现的保存一组数据的数据结构,区别也简单就是List和set的区别。因此这里就先讨论CopyOnWriteArrayList,然后再说CopyOnWriteArraySet。

这里重点关注的是CopyOnWrite,从字面上很容易理解,每当写操作的时候复制存储数据的数组,把拷贝上修改完再覆盖原先的数组。那么这样的数据结构适用的情况必然是读操作占绝大多数(很少进行写操作),且数据量不大的场合(例如黑名单)。

因此再来看CopyOnWriteArrayList的实现就很好理解了,必然会有一个volatile的数组,一把锁用于写操作(读操作的时候是不要锁的)。

    /** The lock protecting all mutators */    transient final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */    private volatile transient Object[] array;

复制整个数组使用Arrays.copyOf,部分复制数组使用System.arraycopy。下面以add方法为例:

    public void add(int index, E element) {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            Object[] elements = getArray();            int len = elements.length;            if (index > len || index < 0)                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+                                                    ", Size: "+len);            Object[] newElements;            int numMoved = len - index;            if (numMoved == 0)                newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);            else {                newElements = new Object[len + 1];                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);                System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,                                 numMoved);            }            newElements[index] = element;            setArray(newElements);        } finally {            lock.unlock();        }    }

可以看到如果在最后添加元素,则使用Arrays.copyOf新建并复制整个数组,如果在中间插入,则使用System.arraycopy分两段复制,然后插入元素。setArray方法的作用就是覆盖原来的数组,代码如下:

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

下面来简单谈谈CopyOnWriteArraySet,其实CopyOnWriteArraySet就是一个CopyOnWriteArrayList的包装类:

private final CopyOnWriteArrayList<E> al;

区别在于因为Set不允许重复元素,因此CopyOnWriteArraySet的add方法调用的是CopyOnWriteArrayList的addIfAbsent方法

    public boolean add(E e) {        return al.addIfAbsent(e);    }