CopyOnWriteArrayList解析

 CopyOnWriteArrayList是ArrayList多线程安全的一种实现，底层都是用数组来实现，但CopyOnWriteArrayList在add，remove，set等修改操作使用lock来保证修改的线程安全。但是读操作和集合的遍历并没有使用锁，可能会存在读写不一致的情况。

CopyOnWriteArrayList主要原理

1. 使用lock来保证修改的线程安全，在修改操作时都会生成一个新的数组，所以修改操作都是对新数组的操作，等操作完再把新的数据赋值给CopyOnWriteArrayList的真正保存元素的array变量

2. 因为保有真正元素的array和修改操作的数组不是一个元素，而且所有的读操作都是没有锁的，所以CopyOnWriteArrayList是读写分离的，读的是老数组，写的是新数组，并保证写完之后的最终一致性，也就是说读可能会短暂读不到最新数据，arry变量使用volatile修饰保证了只要写完成，其他读线程肯定能读到最新数据

CopyOnWriteArrayList优点及使用场景

1. 保证了多线程下arayList写操作的线程安全性，如果需要在成员变量使用ArrayList,那么可以考虑使用CopyOnWriteArrayList，比如注册表的保存或一些系统初始化资源等

2. 写时使用了lock和数组复制，减少了数组元素的挪动，所以写的性能还算不错

CopyOnWriteArrayList缺点

1. 写操作时每次都会生成一个新数组，如果写操作过于频繁或数组过大可能会导致内存浪费，导致频繁gc

2. CopyOnWriteArrayList保证的是最终一致性，读操作可能会读到不是最新的数据

主要方法解析

add(E e)方法

    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();
        }
    }

1. 先用重入锁锁住了整个加元素的过程，说明add方法是线程安全的，而且使用的是锁保证线程线程，而不像ConcurrentLinkedQueue使用cas加volatile来实现线程安全

2. 保存元素的数据类型是数组，添加元素时会生成一个新的数组，通过数组间的元素拷贝达到数据迁移的效果，然后把新的数组放入CopyOnWriteArrayList中，所以一次add会出现两个数组，失去引用的数组会在GC时被回收

get(int index) 方法

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

1. 获取元素非常简单，直接用下表获取数组中的元素

2. get方法并没有加锁，所以可能会存在读写不一致的情况

集合的遍历：iterator()方法

    public Iterator<E> iterator() {
        return new COWIterator(getArray(), 0);
    }

  public E next() {
            if (! hasNext())
                throw new NoSuchElementException();
            return (E) snapshot[cursor++];
        }

1. 可以看到CopyOnWriteArrayList的遍历实际使用的是快照，next方法是使用游标对快照的遍历，并没有加锁

2. 没有加锁可能会存在快照和CopyOnWriteArrayList中array不一致的情况，导致最新写入的元素读不到

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