寒假打卡12-1月27日
Java CopyOnWrite 容器——CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet
在多线程环境中,读写操作的冲突是一个常见的问题。Java 提供了 CopyOnWrite
容器来解决这个问题,主要包括 CopyOnWriteArrayList
和 CopyOnWriteArraySet
。这些容器在进行写操作时会创建一个新的副本,从而避免了读写冲突,适用于读多写少的场景。
CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList
是一个线程安全的 List
实现,其内部通过复制数组来实现并发安全。在添加、删除或修改元素时,会复制原数组,并在副本上进行操作,最后将副本替换为原数组。
使用场景
- 读操作远多于写操作的场景
- 需要避免读写锁竞争的场景
示例代码
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class CopyOnWriteArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
// 读操作
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
// 写操作
list.add("Date");
// 读操作
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
}
}
在上述代码中,我们创建了一个 CopyOnWriteArrayList
,并进行了多次读写操作。由于每次写操作都会创建数组的副本,因此不会影响并发的读操作。
CopyOnWriteArraySet
CopyOnWriteArraySet
是一个线程安全的 Set
实现,其内部通过 CopyOnWriteArrayList
来实现并发安全。它具有 Set
的特性,即不允许重复元素。
使用场景
- 读操作远多于写操作的场景
- 需要避免读写锁竞争的场景
- 需要保证元素唯一性的场景
示例代码
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
public class CopyOnWriteArraySetDemo {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
set.add("Dog");
set.add("Cat");
set.add("Horse");
// 读操作
for (String animal : set) {
System.out.println(animal);
}
// 写操作
set.add("Elephant");
// 读操作
for (String animal : set) {
System.out.println(animal);
}
}
}
在上述代码中,我们创建了一个 CopyOnWriteArraySet
,并进行了多次读写操作。由于每次写操作都会创建数组的副本,因此不会影响并发的读操作。
CopyOnWrite 容器的优缺点
优点
- 线程安全:通过复制数组避免读写冲突,确保线程安全。
- 无需锁机制:读操作无需加锁,避免了读写锁竞争,提高了并发性能。
- 读性能高:适用于读操作远多于写操作的场景,读性能非常高。
缺点
- 内存开销大:每次写操作都会创建数组的副本,增加了内存开销。
- 写性能低:写操作需要复制数组,性能较低,不适用于写操作频繁的场景。
总结
CopyOnWrite
容器在多线程环境下提供了一种高效的读写分离机制,适用于读操作远多于写操作的场景。通过使用 CopyOnWriteArrayList
和 CopyOnWriteArraySet
,我们可以避免读写冲突,提高并发性能。然而,由于其内存开销和写性能较低,不适用于写操作频繁的场景。
希望通过本篇文章,大家对 Java CopyOnWrite
容器有了更深入的了解。在接下来的文章中,我们将继续探讨更多关于 Java 并发编程的知识点,敬请期待!