ArrayList 是我们常用的工具类之一,但是<在>多线程的情形下,ArrayList 作为共享变量时,并不是线程平安的。【主要有以下两个缘故原】由:

  • 1、 ArrayList 自身的 elementData、size、modCount <在>举行操作的时刻,都没有加锁;
  • 2、这些变量没有被 volatile 修饰,<在>多线程的情形下,对这些变量操作可能会泛起值被笼罩的情形;

若是我们想<在>多线程情形下使用 ArrayList 怎么办?有以下几种设施:

  • 使用 Collections.SynchronizedList ;
  • 使用 JUC 下的 CopyOnWriteArrayList;

先来看看 SynchronizedLis,Collections 实<在>就是对[ ArrayList 举行了一个加锁包装, 这个从源码中可以[看出;

...{部门源码},完整源码请查看 JDK 源码...
public void add(int index, E element) {
    synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
}
public E remove(int index) {
    synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
}

对于 Collections.SynchronizedList 比较简朴,就是锁包装了一下,就不多说了~

CopyOnWriteArrayList 也是 JUC 下面的一个并发容器类。不知道你发现没有,但凡你常用的聚集类,<在> JUC <下基本上都可>以找到一个并发类,好比 hashMap 有对应的 ConcurrentHashMap。

CopyOnWriteArrayList 跟 ArrayList <在>整体架构上并没有什么区别,底层都是基于数组实现的。差别的地方也许有两点:

  • 底层数组被 volatile 关键字修饰;
  • 对数组举行数据调换时加锁;

CopyOnWriteArrayList 的加锁操作跟 Collections.SynchronizedList 简朴的加锁还不一样,CopyOnWriteArrayList 中的加锁历程照样异常值得学习的。CopyOnWriteArrayList 的加锁历程,也许可以归纳综合为以下四步:

  • 1、加锁;
  • 2、从原数‘组中’拷贝出新数组;
  • 3、<在>新数组上举行操作,并把新数组赋值给数组容器;
  • 4、【解锁】;

连系源码来深入领会 CopyOnWriteArrayList 的并发实现,我们选择 ArrayList 最简朴的将元素新增数组尾部的操作来剖析实现历程,源码如下:

/**
 * Appends the specified element to the end of this list.
 *
 * @param e element to be appended to this list
 * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 */
public boolean add(E e) {
	// 获取锁,注重这是全局锁
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 加锁操作
    lock.lock();
    try {
	    // ‘获取’数组
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 将数组内容拷贝到新数‘组中’
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        // 对新数组操作
        newElements[len] = e;
        // 调换底层数组的引用
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
	    // 【解锁】
        lock.unlock();
    }
}

CopyOnWriteArrayList 就是通过加锁来说实现容器平安的,可能你会有疑问,为什么引入一个新数组,数组的拷贝照样消耗时 间的[,直接<在>原数组上操作不就好了吗?。主要缘故原由有以下两点:

  • volatile 关键字修饰的是数组,若是我们简朴的<在>原来数组上修改其中某几个元素的值,是无法触发可见性的,我们必须通过修改数组的内存地址才行,「也就说要对数组举」行重新赋值才行。
  • <在>新的数组上举行拷贝,对老数组没有任何影响,只有新数组完全拷贝完成之后,外部才气访问到,降低了<在>赋值历程中,「老数组数据更改」的影响。好比经典的 ConcurrentModificationException 异常问题

其他的新增方式就自己(去查看)源码了,相差不多,基本上是一样的。对数组的删除跟新增都是差不多,差别的地方是<在>删除了时刻,赋值给新数组时会泛起差别的选择计谋。我把源码贴上:

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);
        // 先计算出要移动的问题
        int numMoved = len - index - 1;
        // 凭据移动的位置选择计谋
        if (numMoved == 0)
            setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
        else {
            Object[] newElements = new Object[len - 1];
            System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
            System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
                             numMoved);
            setArray(newElements);
        }
        return oldValue;
    } finally {
       //【解锁】
        lock.unlock();
    }
}

CopyOnWriteArrayList “另有其他的方式”,<在>这里我就不过多先容了。凭据你们自己的疑问去扒一扒 CopyOnWriteArrayList 的源码就知道了,总体来说 CopyOnWriteArrayList 并不难,甚至感受比 ArrayList 要简朴。

总结一下:CopyOnWriteArrayList 是平安的并发容器,有以下两个特点:

  • 1、『对数组的写操作』加锁,读操作不加锁;
  • 2、通过加锁 + 数组拷贝+ volatile 来保证线程平安;

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