CopyOnWriteArrayList

無繼承，實(shí)現(xiàn)了List哮翘，RandomAccess徐块，Cloneable未玻，和Serializable接口，具有List的特性胡控，提供可隨機(jī)訪問深胳，提供自身克隆以及序列化的一個容器類。
特點(diǎn)：線程安全铜犬；讀寫分離舞终；數(shù)組實(shí)現(xiàn)

CopyOnWriteArrayList這個容器類的名字也很好理解，寫時拷貝列表癣猾，網(wǎng)上對COW(CopyOnWrite)有一個高大上的名字敛劝，叫做讀寫分離，所以CopyOnWriteArrayList是讀寫分離列表類纷宇，下面描述下它的實(shí)現(xiàn)

成員變量

相比于ArrayList夸盟，CopyOnWriteArrayList的成員變量發(fā)生了很多改變，就只有下面幾個

// 序列化ID
private static final long serialVersionUID = 8673264195747942595L;
// 鎖變量
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 真正存儲數(shù)據(jù)的數(shù)組
private transient volatile Object[] array;

甚至是size都沒了像捶，而size()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)則變成了下面這樣

public int size() {
    return getArray().length;
}

方法

首先是對array操作的限制上陕，CopyOnWriteArrayList提供了array的setter和getter方法，在下文會看到拓春，涉及到array的操作释簿，都是通過setter和getter來完成的

final Object[] getArray() {
    return array;
}
final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

其次是構(gòu)造函數(shù)，CopyOnWriteArrayList提供了缺省硼莽，帶集合類和帶數(shù)組的三個構(gòu)造函數(shù)庶溶，在這三個函數(shù)里面都能看到setArray()的影子。而其中，缺省的構(gòu)造函數(shù)初始化容器的容量為0

public CopyOnWriteArrayList() {
    setArray(new Object[0]);
}
public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
    Object[] elements;
    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)
            elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);
    }
    setArray(elements);
}
public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
    setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));
}

接著看最重頭戲的add()方法偏螺，

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();
    }
}

我們可以看到行疏，CopyOnWriteArrayList沒有像ArrayList和Vector那樣復(fù)雜的擴(kuò)容機(jī)制，只通過兩句代碼即實(shí)現(xiàn)了添加數(shù)據(jù)套像，又實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)容

  Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
  newElements[len] = e;
  setArray(newElements);

接著酿联，在方法的開始和結(jié)束分別是上鎖lock.lock();和解鎖lock.unlock();，給方法上鎖的一個原因是避免多線程環(huán)境下夺巩，多個線程拷貝出多個副本,然后多個副本操作數(shù)據(jù)后影響數(shù)據(jù)的正確性贞让。
除了add()方法外，set(),remove()等的操作數(shù)據(jù)的操作劲够，基本都和add()方法類似震桶，這里就不在贅述了。
再接著看獲取的方法get()

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

public E get(int index) {
    return get(getArray(), index);
}

可以看到征绎，get()方法是直接在array中進(jìn)行獲取蹲姐。
綜合看add()和get()方法，add()方法在進(jìn)行的時候會先上鎖人柿，然后拷貝一份數(shù)據(jù)的副本進(jìn)行操作柴墩，然后將操作后的副本賦值到array中去，至于get()方法是直接獲取array中的值凫岖，也正是這樣江咳，實(shí)現(xiàn)了讀寫分離。但是這也會有一個問題哥放，就是數(shù)據(jù)的實(shí)時不一致性歼指，有可能副本還沒賦值到array，而用戶通過get()方法獲取了舊的array的值甥雕。

來看下CopyOnWriteArrayList的迭代器踩身，因為它沒有繼承AbstractList因此也沒有modCount這個變量，先看下怎么得到它的迭代器

public ListIterator<E> listIterator(int index) {
    Object[] elements = getArray();
    int len = elements.length;
    if (index < 0 || index > len)
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);

    return new COWIterator<E>(elements, index);
}

private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
    cursor = initialCursor;
    snapshot = elements;
}

可以看到是直接通過array和初始化的下標(biāo)來獲取到迭代器社露。至于迭代數(shù)據(jù)則是直接獲取

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

因此挟阻，這里沒有像ArrayList那樣，有一個checkForComodification,檢查是否迭代數(shù)據(jù)被修改峭弟，因此我又測試了下

意料之中的毫無錯誤

剩下的一些方法就不贅述啦，大同小異朝巫。

總結(jié)

CopyOnWriteArrayList的核心是在操作數(shù)據(jù)的時候鸿摇，通過拷貝原容器數(shù)組的副本，在副本上進(jìn)行操作后劈猿，將副本賦值到容器數(shù)組拙吉，從而實(shí)現(xiàn)讀寫分離。
CopyOnWriteArrayList適用于讀多寫少的場景揪荣，因為寫的時候會拷貝數(shù)組筷黔，很容易產(chǎn)生大量垃圾而觸發(fā)GC，不利于系統(tǒng)的性能仗颈。

水平有限佛舱，難免有錯，還請評論區(qū)指正挨决。