CopyOnWriteArrayList
四个关注点
| 关 注 点 | 结 论 |
|---|---|
| CopyOnWriteArrayList是否允许空 | 允许 |
| CopyOnWriteArrayList是否允许重复数据 | 允许 |
| CopyOnWriteArrayList是否有序 | 有序 |
| CopyOnWriteArrayList是否线程安全 | 线程安全 |
首先提两点：
1、CopyOnWriteArrayList位于java.util.concurrent包下，可想而知，这个类是为并发而设计的
2、CopyOnWriteArrayList，顾名思义，Write的时候总是要Copy，也就是说对于CopyOnWriteArrayList，任何可变的操作（add、set、remove等等）都是伴随复制这个动作的，后面会解读CopyOnWriteArrayList的底层实现机制
对于CopyOnWriteArrayList来说，增加、删除、修改、插入的原理都是一样的，话不多说，用源码和图进行演示：
1 public static void main(String[] args)
2 {
3 List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<Integer>();
4 list.add(1);
5 list.add(2);
6 }
源码
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();
}
}
每一步都清楚地表示在图上了，一次add大致经历了几个步骤：
1、加锁
2、拿到原数组，得到新数组的大小（原数组大小+1），实例化出一个新的数组来
3、把原数组的元素复制到新数组中去
4、新数组最后一个位置设置为待添加的元素（因为新数组的大小是按照原数组大小+1来的）
5、把Object array引用指向新数组
6、解锁
整个过程看起来比较像ArrayList的扩容。有了这个基础，我们再来看一下第5行的add了一个整数2做了什么，这应该非常简单了，还是画一张图来表示：
另外，插入、删除、修改操作也都是一样，每一次的操作都是以对Object[] array进行一次复制为基础的，如果上面的流程看懂了，那么研究插入、删除、修改的源代码应该不难。
为什么要用CopyOnWriteArrayList而不用其他的？
这个就和 原子性和 一致性 有关，ArrayList 和 linkedList 首先线程不安全就不满足，还有一种vector ,虽然说线程是安全的，但是不是绝对的安全，只是在单独的增、删、改时可以，但是在组合的时候就不行，所以这里应用了CopyOnWriteArrayList,说下它的优缺点：
缺点：安全性高那效率肯定就不高，修改代价十分昂贵，每次修改都伴随着一次的数组复制；但同时优点也十分明显，就是在并发下不会产生任何的线程安全问题，也就是绝对的线程安全，这也是为什么我们要使用CopyOnWriteArrayList的原因。
优点：
（1）读写分离
我们读取CopyOnWriteArrayList的时候读取的是CopyOnWriteArrayList中的Object[] array，但是修改的时候，操作的是一个新的Object[] array，读和写操作的不是同一个对象，这就是读写分离。这种技术数据库用的非常多，在高并发下为了缓解数据库的压力，即使做了缓存也要对数据库做读写分离，读的时候使用读库，写的时候使用写库，然后读库、写库之间进行一定的同步，这样就避免同一个库上读、写的IO操作太多
（2）最终一致
对CopyOnWriteArrayList来说，线程1读取集合里面的数据，未必是最新的数据。因为线程2、线程3、线程4四个线程都修改了CopyOnWriteArrayList里面的数据，但是线程1拿到的还是最老的那个Object[] array，新添加进去的数据并没有，所以线程1读取的内容未必准确。不过这些数据虽然对于线程1是不一致的，但是对于之后的线程一定是一致的，它们拿到的Object[] array一定是三个线程都操作完毕之后的Object array[]，这就是最终一致。最终一致对于分布式系统也非常重要，它通过容忍一定时间的数据不一致，提升整个分布式系统的可用性与分区容错性。当然，最终一致并不是任何场景都适用的，像火车站售票这种系统用户对于数据的实时性要求非常非常高，就必须做成强一致性的。
最后总结一点，随着CopyOnWriteArrayList中元素的增加，CopyOnWriteArrayList的修改代价将越来越昂贵，因此，CopyOnWriteArrayList适用于读操作远多于修改操作的并发场景中
