Java集合的讀寫分離術--CopyOnWriteArrayList
Copy-On-Write簡稱COW,是一種用於程式設計中的優化策略。其基本思路是,從一開始大家都在共享同一個內容,當某個人想要修改這個內容的時候,才會真正把內容Copy出去形成一個新的內容然後再改,這是一種延時懶惰策略。從JDK1.5開始Java併發包裡提供了兩個使用CopyOnWrite機制實現的併發容器,它們是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。CopyOnWrite容器非常有用,可以在非常多的併發場景中使用到。
什麼是CopyOnWrite容器
CopyOnWrite容器即寫時複製的容器。通俗的理解是當我們往一個容器新增元素的時候,不直接往當前容器新增,而是先將當前容器進行Copy,複製出一個新的容器,然後新的容器裡新增元素,新增完元素之後,再將原容器的引用指向新的容器。這樣做的好處是我們可以對CopyOnWrite容器進行併發的讀,而不需要加鎖,因為當前容器不會新增任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想,讀和寫不同的容器。
CopyOnWriteArrayList的實現原理
在使用CopyOnWriteArrayList之前,我們先閱讀其原始碼瞭解下它是如何實現的。以下程式碼是向CopyOnWriteArrayList中add方法的實現(向CopyOnWriteArrayList裡新增元素),可以發現在新增的時候是需要加鎖的,否則多執行緒寫的時候會Copy出N個副本出來。
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/**
*
Appends the specified element to the end of this list.
*
*
@param e element to be appended to this list
*
@return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E
e) {
final ReentrantLock
lock = this .lock;
lock.lock(); try {
Object[]
elements = getArray();
int len
= elements.length;
Object[]
newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1 );
newElements[len]
= e;
setArray(newElements);
return true ;
} finally {
lock.unlock();
}
}
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讀的時候不需要加鎖,如果讀的時候有多個執行緒正在向CopyOnWriteArrayList新增資料,讀還是會讀到舊的資料,因為寫的時候不會鎖住舊的CopyOnWriteArrayList。
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public E
get( int index)
{
return get(getArray(),
index);
}
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JDK中並沒有提供CopyOnWriteMap,我們可以參考CopyOnWriteArrayList來實現一個,基本程式碼如下: