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概要
本章是JUC系列中的CopyOnWriteArraySet篇。接下来，会先对CopyOnWriteArraySet进行基本介绍，然后再说明它的原理，接着通过代码去分析，最后通过示例更进一步的了解CopyOnWriteArraySet。内容包括：
CopyOnWriteArraySet介绍
CopyOnWriteArraySet原理和数据结构
CopyOnWriteArraySet函数列表
CopyOnWriteArraySet源码
CopyOnWriteArraySet介绍
它是线程安全的无序的集合，可以将它理解成线程安全的HashSet。有意思的是，CopyOnWriteArraySet和HashSet虽然都继承于共同的父类AbstractSet；但是，HashSet是通过“散列表(HashMap)”实现的，而CopyOnWriteArraySet则是通过“动态数组(CopyOnWriteArrayList)”实现的，并不是散列表。
和CopyOnWriteArrayList类似，其实CopyOnWriteSet底层包含一个CopyOnWriteList，几乎所有操作都是借助CopyOnWriteList，就像HashSet包含HashMap
CopyOnWriteArraySet具有以下特性：
1. 它最适合于具有以下特征的应用程序：Set 大小通常保持很小，只读操作远多于可变操作，需要在遍历期间防止线程间的冲突。
2. 它是线程安全的。
3. 因为通常需要复制整个基础数组，所以可变操作（add()、set() 和 remove() 等等）的开销很大。
4. 迭代器支持hasNext(), next()等不可变操作，但不支持可变 remove()等 操作。
5. 使用迭代器进行遍历的速度很快，并且不会与其他线程发生冲突。在构造迭代器时，迭代器依赖于不变的数组快照。
CopyOnWriteArraySet原理和数据结构
CopyOnWriteArraySet的数据结构，如下图所示：
说明：
1. CopyOnWriteArraySet继承于AbstractSet，这就意味着它是一个集合。
2. CopyOnWriteArraySet包含CopyOnWriteArrayList对象，它是通过CopyOnWriteArrayList实现的。而CopyOnWriteArrayList本质是个动态数组队列，
所以CopyOnWriteArraySet相当于通过通过动态数组实现的“集合”！ CopyOnWriteArrayList中允许有重复的元素；但是，CopyOnWriteArraySet是一个集合，所以它不能有重复集合。因此，CopyOnWriteArrayList额外提供了addIfAbsent()和addAllAbsent()这两个添加元素的API，通过这些API来添加元素时，只有当元素不存在时才执行添加操作！
至于CopyOnWriteArraySet的“线程安全”机制，和CopyOnWriteArrayList一样，是通过volatile和互斥锁来实现的。这个在前一章节介绍CopyOnWriteArrayList时数据结构时，已经进行了说明，这里就不再重复叙述了。
CopyOnWriteArraySet函数列表
// 创建一个空 set。 CopyOnWriteArraySet() // 创建一个包含指定 collection 所有元素的 set。 CopyOnWriteArraySet(Collection<? extends E> c) // 如果指定元素并不存在于此 set 中，则添加它。 boolean add(E e) // 如果此 set 中没有指定 collection 中的所有元素，则将它们都添加到此 set 中。 boolean addAll(Collection<? extends E> c) // 移除此 set 中的所有元素。 void clear() // 如果此 set 包含指定元素，则返回 true。 boolean contains(Object o) // 如果此 set 包含指定 collection 的所有元素，则返回 true。 boolean containsAll(Collection<?> c) // 比较指定对象与此 set 的相等性。 boolean equals(Object o) // 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。 boolean isEmpty() // 返回按照元素添加顺序在此 set 中包含的元素上进行迭代的迭代器。 Iterator<E> iterator() // 如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。 boolean remove(Object o) // 移除此 set 中包含在指定 collection 中的所有元素。 boolean removeAll(Collection<?> c) // 仅保留此 set 中那些包含在指定 collection 中的元素。 boolean retainAll(Collection<?> c) // 返回此 set 中的元素数目。 int size() // 返回一个包含此 set 所有元素的数组。 Object[] toArray() // 返回一个包含此 set 所有元素的数组；返回数组的运行时类型是指定数组的类型。 <T> T[] toArray(T[] a)
CopyOnWriteArraySet源码(JDK1.8版本)
CopyOnWriteArraySet.java的完整源码如下：
public class CopyOnWriteArraySet<E> extends AbstractSet<E>
implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 5457747651344034263L;
private final CopyOnWriteArrayList<E> al;
/**
* Creates an empty set.
*/
public CopyOnWriteArraySet() {
al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
}
/
public CopyOnWriteArraySet(Collection<? extends E> c) {
if (c.getClass() == CopyOnWriteArraySet.class) {
@SuppressWarnings("unchecked") CopyOnWriteArraySet<E> cc =
(CopyOnWriteArraySet<E>)c;
al = new CopyOnWriteArrayList<E>(cc.al);
}
else {
al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
al.addAllAbsent(c);
}
}
public int size() {
return al.size();
}
public boolean isEmpty() {
return al.isEmpty();
}
public boolean contains(Object o) {
return al.contains(o);
}
public Object[] toArray() {
return al.toArray();
}
public <T> T[] toArray(T[] a) {
return al.toArray(a);
}
public void clear() {
al.clear();
}
public boolean remove(Object o) {
return al.remove(o);
}
//这里添加时，为了避免重复元素，调用的不是CopyOnWriteList的add方法，而是另外一个去重的方法
public boolean add(E e) {
return al.addIfAbsent(e);
}
public boolean containsAll(Collection<?> c) {
return al.containsAll(c);
}
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return al.addAllAbsent(c) > 0;
}
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
return al.removeAll(c);
}
public boolean retainAll(Collection<?> c) {
return al.retainAll(c);
}
public Iterator<E> iterator() {
return al.iterator();
}
public boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (!(o instanceof Set))
return false;
Set<?> set = (Set<?>)(o);
Iterator<?> it = set.iterator();
// Uses O(n^2) algorithm that is only appropriate
// for small sets, which CopyOnWriteArraySets should be.
// Use a single snapshot of underlying array
Object[] elements = al.getArray();
int len = elements.length;
// Mark matched elements to avoid re-checking
boolean[] matched = new boolean[len];
int k = 0;
outer: while (it.hasNext()) {
if (++k > len)
return false;
Object x = it.next();
for (int i = 0; i < len; ++i) {
if (!matched[i] && eq(x, elements[i])) {
matched[i] = true;
continue outer;
}
}
return false;
}
return k == len;
}
public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
return al.removeIf(filter);
}
public void forEach(Consumer<? super E> action) {
al.forEach(action);
}
public Spliterator<E> spliterator() {
return Spliterators.spliterator
(al.getArray(), Spliterator.IMMUTABLE | Spliterator.DISTINCT);
}
/**
* Tests for equality, coping with nulls.
*/
private static boolean eq(Object o1, Object o2) {
return (o1 == null) ? o2 == null : o1.equals(o2);
}
}
CopyOnWriteArraySet是通过CopyOnWriteArrayList实现的，它的API基本上都是通过调用CopyOnWriteArrayList的API来实现的。相信对CopyOnWriteArrayList了解的话，对CopyOnWriteArraySet的了解是水到渠成的事；所以，这里就不再对CopyOnWriteArraySet的代码进行详细的解析了。
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