CopyOnWriteArrayList隨筆

CopyOnWriteArrayList內部操作

 

特點 

  • 多佔用內存: 寫數據時是copy了一份完整的數據,單獨進行操作
  • 數據一致性:操作完數據,其他線程不一定能馬上讀取到最新數據 (只能保證最終數據一致性,不能保證數據實時一致)

主要的成員 

    /**寫時候需要的鎖*/
    final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    /**數據存儲的位置*/
    private transient volatile Object[] array;

構造方法 

 

    /**
     * 默認是創建一個空的數組
     */
    public CopyOnWriteArrayList() {
        setArray(new Object[0]);
    }

    //給定一個數組,需要做數組的拷貝
    public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
        setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));
    }
    
    //給定一個集合
    public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
        Object[] elements;
        //需要判斷是否是當前CopyOnWriteArrayList對象
        if (c.getClass() == CopyOnWriteArrayList.class)
            elements = ((CopyOnWriteArrayList<?>)c).getArray();//如果是直接賦值操作
        else {
            //將集合轉換成數組
            elements = c.toArray();
            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            //如果不是Object數組進行數組拷貝
            if (elements.getClass() != Object[].class)
                elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);
        }
        //賦值數組
        setArray(elements);
    }

add()方法

  •  加鎖處理
  • 將數組拷貝到一個新的數組(長度爲原長度+1)上
  • 將要添加的元素放在數組最後一個元素上
  • 重新賦值數組

 

    public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();//加鎖
        try {
            Object[] elements = getArray();//獲取數組
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//複製新數組
            newElements[len] = e;//添加元素
            setArray(newElements);//賦值數組
            return true;//返回添加成功狀態
        } finally {
            lock.unlock();//釋放鎖
        }
    }
 public void add(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();//加鎖
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            //索引判斷
            if (index > len || index < 0)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                                    ", Size: "+len);
            Object[] newElements;
            int numMoved = len - index;
            if (numMoved == 0)//如果指定的索引是長度是在最後加一個元素
                newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            else {
                //創建新數組
                newElements = new Object[len + 1];
                //將指定索引位置前後的數組元素拷貝到新數組上
                System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
                System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                                 numMoved);
            }
            //設置索引上元素
            newElements[index] = element;
            setArray(newElements);//賦值數組
        } finally {
            lock.unlock();//釋放鎖
        }
    }

addIfAbsent() 如果不存在就添加

    public boolean addIfAbsent(E e) {
        Object[] snapshot = getArray();//獲取了一個快照
        return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false :
            addIfAbsent(e, snapshot);
    }

    private boolean addIfAbsent(E e, Object[] snapshot) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();//獲取鎖
        try {
            Object[] current = getArray();
            int len = current.length;
            if (snapshot != current) {
                // Optimize for lost race to another addXXX operation
                //獲取當前和快照中數組長度的最小值
                int common = Math.min(snapshot.length, len);
                for (int i = 0; i < common; i++)
                     //如果要添加的元素已經存在了
                    if (current[i] != snapshot[i] && eq(e, current[i]))
                        return false;
                //要添加的元素已存在
                if (indexOf(e, current, common, len) >= 0)
                        return false;
            }
            //數組拷貝
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(current, len + 1);
            newElements[len] = e;//賦值
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();//釋放鎖
        }
    }

set()方法 

//有鎖操作
public E set(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            E oldValue = get(elements, index);

            if (oldValue != element) {//要設置的元素和原來的元素不同
                int len = elements.length;
                Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
                newElements[index] = element;//設置指定索引的元素
                setArray(newElements);
            } else {
                // Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
                setArray(elements);
            }
            return oldValue;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

get()方法 

  public E get(int index) {
        return get(getArray(), index);
  }
  
  private E get(Object[] a, int index) {
        return (E) a[index];//直接從數組中返回
  }
PS : 該類適應在寫多讀少的場景

 

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