JUC——CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是java为了解决ArrayList并发容器提供的工具类，它通过对写操作加锁串行处理，当写操作在进行时，也不影响读操作；每次写操作都会复制一个副本出来，在副本没有指定真正的array引用之前，读请求可能会读到旧的数据，所以它比较适合读多写少，并且能够容忍最终一致性的问题；

1. Arrays.copyOf和System.arraycopy

Arrays.copyOf也是复制一份数组，它的内部实现也是基础System.arraycopy来实现的，System.arraycopy也是一种浅拷贝；
接下来做一个小实验：

Stu[] array = new Stu[3];
array[0]=new Stu("0");
array[1]=new Stu("1");
array[2]=new Stu("2");

Stu[] array2 = new Stu[3];
System.arraycopy(array,0,array2,0,array2.length);
Stu stu = array[0];
stu.name="tom";
System.out.println(array2[0]); // tom
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说明System.arraycopy也仅仅是引用的copy；

2. 构造方法

• final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 用来set/add加锁用的
• private transient volatile Object[] array; 数据存储在array数组这里；

// 构造一个长度为0的数组；
public CopyOnWriteArrayList() {
    setArray(new Object[0]);
}
// 传递一个Collection集合
public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
    Object[] elements;
    // 直接将elements指定传递进来的CopyOnWriteArrayList的array
    if (c.getClass() == CopyOnWriteArrayList.class)
        elements = ((CopyOnWriteArrayList<?>)c).getArray();
    else {
        elements = c.toArray();
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elements.getClass() != Object[].class)
            // 进行copy
            elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);
    }
    setArray(elements);
}
// 传入数组，则直接复制
public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
    setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));
}
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3. add方法

 public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 写时加锁
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 新数组的长度要+1
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        // 将E添加到数组尾部
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
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4. set方法

public E set(int index, E element) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 写时加锁
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        E oldValue = get(elements, index);

        // 如果旧值!=新值时，才进行set
        if (oldValue != element) {
            int len = elements.length;
            // 复制出来一个新数据
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
            // 将指定index位置设置为新值
            newElements[index] = element;
            setArray(newElements);
        } else {
            // Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
            setArray(elements);
        }
        return oldValue;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
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5. get

public E get(int index) {
        return get(getArray(), index);
}
private E get(Object[] a, int index) {
        return (E) a[index];
}
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6. remove

public E remove(int index) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        // 加锁
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            E oldValue = get(elements, index);
            // 需要移动的元素个数
            int numMoved = len - index - 1;
            if (numMoved == 0)
                setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
            else {
                // 新数组长度-1
                Object[] newElements = new Object[len - 1];
                // 复制删除位置前一半
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                // 复制删除位置之后元素
                System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
                                 numMoved);
                setArray(newElements);
            }
            return oldValue;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
}
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