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一、简介

    JDK5中添加了新的concurrent包，其中包含了很多并发容器，这些容器针对多线程环境进行了优化，大大提高了容器类在并发环境下的执行效率。

    CopyOnWriteArrayList类是一个线程安全的List接口的实现，在该类的内部进行元素的写操作时，底层的数组将被完整的复制，这对于读操作远远多于写操作的应用非常适合。在CopyOnWriteArrayList上进行操作时，读操作不需要加锁，而写操作类实现中对其进行了加锁。

二、具体实现

    CopyOnWriteArrayList底层的定义如下：

Java代码  

1. public class CopyOnWriteArrayList<E>  
2.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {  
3.   
4.     private volatile transient E[] array;  
5.   
6.     private E[] array() { return array; }  
7.   
8.     // 该操作是加锁的，防止array在copy的时候被替换   
9.     private synchronized void copyIn(E[] toCopyIn, int first, int n) {  
10.         array  = (E[]) new Object[n];  
11.         System.arraycopy(toCopyIn, first, array, 0, n);  
12.     }  
13.   
14.   ...  
15. }  

    读写操作：

Java代码  

1. public class CopyOnWriteArrayList<E>  
2.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {  
3.   
4.     public E get(int index) {  
5.      // 由于包括rangeCheck和index两个操作，并不是直接在array上执行  
6.    // 而是使用本地变量elementData引用array数组，防止两个操作之间  
7.    // array被替换  
8.      E[] elementData = array();  
9.         rangeCheck(index, elementData.length);  
10.         return elementData[index];  
11.     }  
12.       
13.     public synchronized E set(int index, E element) { // 是同步的  
14.         int len = array.length;  
15.         rangeCheck(index, len);  
16.         E oldValue = array[index];  
17.   
18.         // 判断该写的元素与原数据是否相同  
19.         boolean same = (oldValue == element ||  
20.         (element != null && element.equals(oldValue)));  
21.           
22.         if (!same) {  
23.             // [1] 创建一个新数组，将原array的值拷贝至新数组  
24.         E[] newArray = (E[]) new Object[len];  
25.             System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, len);  
26.             // [2] set的元素  
27.         newArray[index] = element;  
28.             // [3] 替换底层array数组  
29.         array = newArray;  
30.         }  
31.         return oldValue;  
32.     }  
33.   
34.   ...  
35. }  

    add和remove也采用相同的技术：

Java代码  

1. public class CopyOnWriteArrayList<E>  
2.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {  
3.   
4.     public synchronized boolean add(E element) {  
5.         // [1] new and copy  
6.         int len = array.length;  
7.         E[] newArray = (E[]) new Object[len+1];  
8.         System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, len);  
9.         // [2] add element  
10.         newArray[len] = element;  
11.         // [3] change base array  
12.         array = newArray;  
13.         return true;  
14.     }  
15.   
16.     public synchronized E remove(int index) {  
17.         int len = array.length;  
18.         rangeCheck(index, len);  
19.         E oldValue = array[index];  
20.         // new一个新的数组  
21.       E[] newArray = (E[]) new Object[len-1];  
22.         // copy index之前的元素  
23.       System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, index);  
24.         // copy余下的元素  
25.       int numMoved = len - index - 1;  
26.         if (numMoved > 0)  
27.             System.arraycopy(array, index+1, newArray, index, numMoved);  
28.         // 替换array引用      
29.      array = newArray;  
30.         return oldValue;  
31.     }  
32.   
33.   ...  
34. }  

   特别注意：在CopyOnWriteArrayList上获得的Iterator是不能进行set和remove操作的，否则会抛出异常。