标签：collect 提高 而且 access 增删改查 serial mat index 容量
1. 概述CopyOnWriteArrayList，从名字可以看出它跟 ArrayList 有点关系，可以理解为线程安全的 ArrayList。它的类签名和继承结构如下：
public class CopyOnWriteArrayList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}
它主要实现了 List 接口，也是一个集合类，下面分析其代码实现。
仍然先从构造器进行分析。
// 构造器一：无参构造器
public CopyOnWriteArrayList() {
setArray(new Object[0]);
}
// 构造器二：入参为集合类型
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);
}
// 构造器三：入参为数组
public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));
}它们都调用了 setArray 方法，如下：
// 存储元素的数组
private transient volatile Object[] array;
final Object[] getArray() {
return array;
}
final void setArray(Object[] a) {
array = a;
}这个 Object 数组就是 CopyOnWriteArrayList 用于存储数据的，而这几个构造器主要就是对该数组进行初始化。
由于它是一个集合类，主要操作就是增删改查，下面对这些操作进行分析。
添加单个元素的方法有以下三个：
add(E): 将指定元素添加到 List 末尾。
public boolean add(E e) {
// 获取锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 获取原数组
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 将原数据复制一个新的数组，容量增加 1
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
newElements[len] = e; // 将新元素插入新数组的末尾
// 用新的数组替换旧的数组
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}add(int, E): 将给定元素添加到指定位置。
public void add(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 获取原数组
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
if (index > len || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
", Size: "+len);
Object[] newElements;
int numMoved = len - index;
// 若将新元素添加到末尾，直接复制一个新的数组（容量增加 1）
if (numMoved == 0)
newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
// 否则，创建一个新的空数组（容量增加 1）
// 然后先把 index 前面的数据复制到新数组，再把 index 后面的数据复制到新数组
else {
newElements = new Object[len + 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
numMoved);
}
// 把新元素添加到新数组的末尾，然后替换原数组
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} finally {
lock.unlock();
}
}addIfAbsent(E): 当给定元素不存在时才添加。
public boolean addIfAbsent(E e) {
// 获取原数组（当前的快照）
Object[] snapshot = getArray();
// indexOf >= 0 表示该元素已存在，直接返回 false
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();
try {
// 再次获取原数组
Object[] current = getArray();
int len = current.length;
// 二者不等，表示期间有其它线程进行修改
if (snapshot != current) {
// Optimize for lost race to another addXXX operation
int common = Math.min(snapshot.length, len);
// 判断 e 是否存在于当前数组
for (int i = 0; i < common; i++)
// e 存在于 current，则返回 false（前面已判断 snapshot 中不存在）
if (current[i] != snapshot[i] && eq(e, current[i]))
return false;
if (indexOf(e, current, common, len) >= 0)
return false;
}
Object[] newElements = Arrays.copyOf(current, len + 1);
newElements[len] = e;
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}值得注意的是，addIfAbsent 方法执行期间，可能存在其它线程对数组进行修改，因此内部需要判断是否有修改。
这几个方法的共同点：
remove(E): 删除指定位置的元素。
public E remove(int index) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 获取原数组
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 获取该索引处的旧值
E oldValue = get(elements, index);
int numMoved = len - index - 1;
// 删除的是末尾元素
if (numMoved == 0)
// 复制 index 前面的所有元素，并替换原数组
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
// 删除的不是末尾元素，新建一个空数组（容量减 1）
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
// 替换旧数组
setArray(newElements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}remove(Object): 删除指定的元素。
public boolean remove(Object o) {
// 获取原数组（快照）
Object[] snapshot = getArray();
// 获取给定元素的索引，若小于零表示不存在，返回 false
int index = indexOf(o, snapshot, 0, snapshot.length);
return (index < 0) ? false : remove(o, snapshot, index);
}
private boolean remove(Object o, Object[] snapshot, int index) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 再次获取原数组（这里的操作逻辑和前面的 addIfAbsent 类似）
Object[] current = getArray();
int len = current.length;
if (snapshot != current) findIndex: {
int prefix = Math.min(index, len);
for (int i = 0; i < prefix; i++) {
if (current[i] != snapshot[i] && eq(o, current[i])) {
index = i;
break findIndex;
}
}
if (index >= len)
return false;
if (current[index] == o)
break findIndex;
index = indexOf(o, current, index, len);
if (index < 0)
return false;
}
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(current, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(current, index + 1,
newElements, index,
len - index - 1);
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}这两个方法的共同点：
set(int, E): 将指定位置的元素设置为给定的元素。
public E set(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 获取原数组
Object[] elements = getArray();
// 获取该位置的旧值
E oldValue = get(elements, index);
if (oldValue != element) { // 新旧值不同
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} else { // 新旧值相同
// Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
setArray(elements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}该方法与前面的增加删除操作也是类似的。
get(int): 获取给定位置的元素（不加锁）。
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}
private E get(Object[] a, int index) {
return (E) a[index];
}分析到这里，简单总结下增删改查操作：
迭代器方法：
public Iterator<E> iterator() {
// 获取当前数组，作为快照传入 COWIterator
return new COWIterator<E>(getArray(), 0);
}COWIterator 是一个内部嵌套类，主要代码如下：
static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {
// 数组的快照
private final Object[] snapshot;
// 对 next 的后续调用将返回的元素的索引
private int cursor;
private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
cursor = initialCursor;
snapshot = elements;
}
public boolean hasNext() {
return cursor < snapshot.length;
}
public boolean hasPrevious() {
return cursor > 0;
}
public E next() {
if (! hasNext())
throw new NoSuchElementException();
return (E) snapshot[cursor++];
}
public E previous() {
if (! hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
return (E) snapshot[--cursor];
}
public int nextIndex() {
return cursor;
}
public int previousIndex() {
return cursor-1;
}
// 该迭代器不支持修改操作
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public void set(E e) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public void add(E e) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}该迭代器会使用当前数组的一个快照进行迭代，在此期间若有其它线程对集合进行修改，迭代器是读不到的。而且不支持在迭代过程中对数组进行增加、删除、修改操作。
CopyOnWriteArrayList 是一个集合类，它的主要特点如下：
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原文地址：https://blog.51cto.com/14901361/2523632
