一、Vector和SynchronizedList
1.1回顧線程安全的Vector和SynchronizedList
我們知道ArrayList是用于替代Vector的卵酪，Vector是線程安全的容器密末。因為它幾乎在每個方法聲明處都加了synchronized關(guān)鍵字來使容器安全仔涩。
如果使用Collections.synchronizedList(new ArrayList())來使ArrayList變成是線程安全的話饲常，也是幾乎都是每個方法都加上synchronized關(guān)鍵字的，只不過它不是加在方法的聲明處黍翎，而是方法的內(nèi)部。
二蟆技、CopyOnWriteArrayList(Set)介紹
一般來說玩敏，我們會認(rèn)為：CopyOnWriteArrayList是同步List的替代品，CopyOnWriteArraySet是同步Set的替代品质礼。
無論是Hashtable-->ConcurrentHashMap旺聚，還是說Vector-->CopyOnWriteArrayList。JUC下支持并發(fā)的容器與老一代的線程安全類相比眶蕉，總結(jié)起來就是加鎖粒度的問題
Hashtable砰粹、Vector加鎖的粒度大(直接在方法聲明處使用synchronized)
ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList加鎖粒度小(用各種的方式來實現(xiàn)線程安全，比如我們知道的ConcurrentHashMap用了cas鎖碱璃、volatile等方式來實現(xiàn)線程安全..)
JUC下的線程安全容器在遍歷的時候不會拋出ConcurrentModificationException異常
所以一般來說弄痹，我們都會使用JUC包下給我們提供的線程安全容器，而不是使用老一代的線程安全容器嵌器。
下面我們來看看CopyOnWriteArrayList是怎么實現(xiàn)的肛真，為什么使用迭代器遍歷的時候就不用額外加鎖，也不會拋出ConcurrentModificationException異常爽航。
2.1CopyOnWriteArrayList實現(xiàn)原理
我們還是先來回顧一下COW：
如果有多個調(diào)用者（callers）同時請求相同資源（如內(nèi)存或磁盤上的數(shù)據(jù)存儲）蚓让，他們會共同獲取相同的指針指向相同的資源，直到某個調(diào)用者試圖修改資源的內(nèi)容時讥珍，系統(tǒng)才會真正復(fù)制一份專用副本（private copy）給該調(diào)用者历极，而其他調(diào)用者所見到的最初的資源仍然保持不變。優(yōu)點是如果調(diào)用者沒有修改該資源衷佃，就不會有副本（private copy）被建立趟卸，因此多個調(diào)用者只是讀取操作時可以共享同一份資源。
參考自維基百科：zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AF…
概括一下CopyOnWriteArrayList源碼注釋介紹了什么：
(1)0CopyOnWriteArrayList是線程安全容器(相對于ArrayList)氏义，底層通過復(fù)制數(shù)組的方式來實現(xiàn)锄列。
(2)CopyOnWriteArrayList在遍歷的使用不會拋出ConcurrentModificationException異常，并且遍歷的時候就不用額外加鎖
(3)元素可以為null
2.1.1看一下CopyOnWriteArrayList基本的結(jié)構(gòu)
看起來挺簡單的觅赊，CopyOnWriteArrayList底層就是數(shù)組右蕊，加鎖就交由ReentrantLock來完成。
2.1.2常見方法的實現(xiàn)
根據(jù)上面的分析我們知道如果遍歷Vector/SynchronizedList是需要自己手動加鎖的吮螺。
CopyOnWriteArrayList使用迭代器遍歷時不需要顯示加鎖饶囚，看看add()、clear()鸠补、remove()與get()方法的實現(xiàn)可能就有點眉目了萝风。
首先我們可以看看add()方法
通過代碼我們可以知道：在添加的時候就上鎖，并復(fù)制一個新數(shù)組紫岩，增加操作在新數(shù)組上完成规惰，將array指向到新數(shù)組中，最后解鎖泉蝌。
再來看看size()方法：
再來看看get()方法：
那再來看看set()方法
了歇万。
總結(jié)：
(1)在修改時，復(fù)制出一個新數(shù)組勋陪，修改的操作在新數(shù)組中完成贪磺，最后將新數(shù)組交由array變量指向。
(2)寫加鎖诅愚，讀不加鎖
2.1.3剖析為什么遍歷時不用調(diào)用者顯式加鎖
常用的方法實現(xiàn)我們已經(jīng)基本了解了寒锚，但還是不知道為啥能夠在容器遍歷的時候?qū)ζ溥M行修改而不拋出異常。所以，來看一下他的迭代器吧：
到這里刹前，我們應(yīng)該就可以想明白了泳赋！CopyOnWriteArrayList在使用迭代器遍歷的時候，操作的都是原數(shù)組喇喉！
2.1.4CopyOnWriteArrayList缺點
看了上面的實現(xiàn)源碼祖今，我們應(yīng)該也大概能分析出CopyOnWriteArrayList的缺點了。
內(nèi)存占用：如果CopyOnWriteArrayList經(jīng)常要增刪改里面的數(shù)據(jù)拣技，經(jīng)常要執(zhí)行add()衅鹿、set()、remove()的話过咬，那是比較耗費內(nèi)存的。
因為我們知道每次add()制妄、set()掸绞、remove()這些增刪改操作都要復(fù)制一個數(shù)組出來。
數(shù)據(jù)一致性：CopyOnWrite容器只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性耕捞，不能保證數(shù)據(jù)的實時一致性衔掸。
從上面的例子也可以看出來，比如線程A在迭代CopyOnWriteArrayList容器的數(shù)據(jù)俺抽。線程B在線程A迭代的間隙中將CopyOnWriteArrayList部分的數(shù)據(jù)修改了(已經(jīng)調(diào)用setArray()了)敞映。但是線程A迭代出來的是原有的數(shù)據(jù)。
2.1.5CopyOnWriteSet
CopyOnWriteArraySet的原理就是CopyOnWriteArrayList磷斧。
ConcurrentHashMap
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
JDK 1.8中ConcurrentHashMap拋棄了分段鎖技術(shù)的實現(xiàn)振愿，直接采用CAS + synchronized保證并發(fā)更新的安全性，底層采用數(shù)組+鏈表+紅黑樹的存儲結(jié)構(gòu)弛饭。其包含核心靜態(tài)內(nèi)部類 Node冕末。
首先通過一張圖來看下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吧：
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖
說明：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹的方式實現(xiàn)。當(dāng)鏈表中(bucket)的節(jié)點個數(shù)超過8個時侣颂，會轉(zhuǎn)換成紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲档桃，這樣設(shè)計的目的是為了減少同一個鏈表沖突過大情況下的讀取效率。
Java8中主要做了如下優(yōu)化:
1.將Segment拋棄掉了憔晒，直接采用Node（繼承自Map.Entry）作為table元素藻肄。
2.修改時，不再采用ReentrantLock加鎖拒担，直接用內(nèi)置synchronized加鎖嘹屯，java8的內(nèi)置鎖比之前版本優(yōu)化了很多，相較ReentrantLock澎蛛，性能不并差抚垄。
3.size方法優(yōu)化，增加了CounterCell內(nèi)部類，用于并行計算每個bucket的元素數(shù)量呆馁。
內(nèi)部類和繼承關(guān)系
Java8中ConcurrentHashMap增加了很多內(nèi)部類來支持一些操作和優(yōu)化性能桐经。下面介紹幾個核心的內(nèi)部類。
ConcurrentHashMap幾個核心內(nèi)部類關(guān)系圖
（1）Node類：存放元素的key,value,hash值,next下一個鏈表節(jié)點的引用浙滤。用于bucket為鏈表時阴挣。
（2）TreeBin：內(nèi)部屬性有root，first節(jié)點纺腊，以及root節(jié)點的鎖狀態(tài)變量lockState畔咧，這是一個讀寫鎖的狀態(tài)。用于存放紅黑樹的root節(jié)點揖膜，并用讀寫鎖lockState控制在寫操作即將要調(diào)整樹結(jié)構(gòu)前誓沸，先讓讀線程完成讀操作。從鏈表結(jié)構(gòu)調(diào)整為紅黑樹時壹粟，table中索引下標(biāo)存儲的即為TreeBin拜隧。
（3）TreeNode：紅黑樹的節(jié)點，存放了父節(jié)點趁仙，左子節(jié)點洪添，右子節(jié)點的引用，以及紅黑節(jié)點標(biāo)識雀费。
（4）ForwardingNode：在調(diào)用transfer()方法期間干奢，插入bucket頭部的節(jié)點，主要用來標(biāo)識在擴容時元素的移動狀態(tài)盏袄，即是否在擴容時還有并發(fā)的插入節(jié)點忿峻，并保證該節(jié)點也能夠移動到擴容后的表中。
（5）ReservationNode：占位節(jié)點辕羽，不存儲任何信息炭菌，無實際用處，僅用于computeIfAbsent和compute方法中逛漫。
重要屬性介紹
以上的一些屬性黑低，在初始化，擴容酌毡，鏈表轉(zhuǎn)紅黑樹等方法中用到克握。屬性眾多，sizeCtl枷踏，counterCells都比較重要菩暗。
sizeCtl：即作為table初始化狀態(tài)的標(biāo)識，也用作擴容時的線程數(shù)標(biāo)識旭蠕，還用作初始和擴容后table的容量標(biāo)識停团，用處很多旷坦，不同狀態(tài)值代表的含義如下：
1、 -1：標(biāo)識table正在初始化
2佑稠、- N：標(biāo)識table正在進行擴容秒梅，并且有N - 1個線程一起在進行擴容
3、正數(shù)：初始化table的大小舌胶，如果值大于初始容量大小捆蜀，則表示擴容后的table大小。
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