前言

只有光头才能变强

 cow

前一阵子写过一篇COW(Copy On Write)文章，结果阅读量很低啊...COW奶牛！Copy On Write机制了解一下

可能大家对这个技术比较陌生吧，但这项技术是挺多应用场景的。除了上文所说的Linux、文件系统外，其实在Java也有其身影。

大家对线程安全容器可能最熟悉的就是ConcurrentHashMap了，因为这个容器经常会在面试的时候考查。

比如说，一个常见的面试场景：

• 面试官问：“HashMap是线程安全的吗？如果HashMap线程不安全的话，那有没有安全的Map容器”

• 3y：“线程安全的Map有两个，一个是Hashtable，一个是ConcurrentHashMap”

• 面试官继续问：“那Hashtable和ConcurrentHashMap有什么区别啊？”

• 3y：“balabalabalabalabalabala"

• 面试官：”ok,ok,ok,看你Java基础挺不错的呀“

那如果有这样的面试呢？

• 面试官问：“ArrayList是线程安全的吗？如果ArrayList线程不安全的话，那有没有安全的类似ArrayList的容器”

• 3y：“线程安全的ArrayList我们可以使用Vector，或者说我们可以使用Collections下的方法来包装一下”

• 面试官继续问：“嗯，我相信你也知道Vector是一个比较老的容器了，还有没有其他的呢？”

• 3y：“Emmmm,这个...“

• 面试官提示：“就比如JUC中有ConcurrentHashMap，那JUC中有类似"ArrayList"的线程安全容器类吗？“

• 3y：“Emmmm,这个...“

• 面试官：”ok,ok,ok,今天的面试时间也差不多了，你回去等通知吧。“

今天主要讲解的是CopyOnWriteArrayList~

本文力求简单讲清每个知识点，希望大家看完能有所收获

一、Vector和SynchronizedList

1.1回顾线程安全的Vector和SynchronizedList

我们知道ArrayList是用于替代Vector的，Vector是线程安全的容器。因为它几乎在每个方法声明处都加了synchronized关键字来使容器安全。

 Vector实现

如果使用Collections.synchronizedList(new ArrayList())来使ArrayList变成是线程安全的话，也是几乎都是每个方法都加上synchronized关键字的，只不过它不是加在方法的声明处，而是方法的内部。

 Collections.synchronizedList()的实现

1.2Vector和SynchronizedList可能会出现的问题

在讲解CopyOnWrite容器之前，我们还是先来看一下线程安全容器的一些可能没有注意到的地方~

下面我们直接来看一下这段代码：

     // 得到Vector最后一个元素     public static Object getLast(Vector list) {         int lastIndex = list.size() - 1;         return list.get(lastIndex);     }     // 删除Vector最后一个元素     public static void deleteLast(Vector list) {         int lastIndex = list.size() - 1;         list.remove(lastIndex);     }

以我们第一反应来分析一下上面两个方法：在多线程环境下，是否有问题？

• 我们可以知道的是Vector的size()和get()以及remove()都被synchronized修饰的。

答案：从调用者的角度是有问题的

我们可以写段代码测试一下：

 import java.util.Vector; public class UnsafeVectorHelpers {     public static void main(String[] args) {         // 初始化Vector         Vector<String> vector = new Vector();         vector.add("关注公众号");         vector.add("Java3y");         vector.add("买Linux可到我下面的链接，享受最低价");         vector.add("给3y加鸡腿");         new Thread(() -> getLast(vector)).start();         new Thread(() -> deleteLast(vector)).start();         new Thread(() -> getLast(vector)).start();         new Thread(() -> deleteLast(vector)).start();     }     // 得到Vector最后一个元素     public static Object getLast(Vector list) {         int lastIndex = list.size() - 1;         return list.get(lastIndex);     }     // 删除Vector最后一个元素     public static void deleteLast(Vector list) {         int lastIndex = list.size() - 1;         list.remove(lastIndex);     } }

可以发现的是，有可能会抛出异常的：

 代码抛出异常

原因也很简单，我们照着流程走一下就好了：

• 线程A执行getLast()方法，线程B执行deleteLast()方法

• 线程A执行int lastIndex = list.size() - 1;得到lastIndex的值是3。同时，线程B执行int lastIndex = list.size() - 1;得到的lastIndex的值也是3

• 此时线程B先得到CPU执行权，执行list.remove(lastIndex)将下标为3的元素删除了

• 接着线程A得到CPU执行权，执行list.get(lastIndex);，发现已经没有下标为3的元素，抛出异常了.

 交替执行导致异常发生

出现这个问题的原因也很简单：

• getLast()和deleteLast()这两个方法并不是原子性的，即使他们内部的每一步操作是原子性的(被Synchronize修饰就可以实现原子性)，但是内部之间还是可以交替执行。

  • 这里的意思就是：size()和get()以及remove()都是原子性的，但是如果并发执行getLast()和deleteLast()，方法里面的size()和get()以及remove()是可以交替执行的。

要解决上面这种情况也很简单，因为我们都是对Vector进行操作的，只要操作Vector前把它锁住就没毛病了！

所以我们可以改成这样子：

     // 得到Vector最后一个元素     public static Object getLast(Vector list) {         synchronized (list) {             int lastIndex = list.size() - 1;             return list.get(lastIndex);         }     }     // 删除Vector最后一个元素     public static void deleteLast(Vector list) {         synchronized (list) {             int lastIndex = list.size() - 1;             list.remove(lastIndex);         }     }

ps:如果有人去测试一下，发现会抛出异常java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: -1，这是没有检查角标的异常，不是并发导致的问题。

经过上面的例子我们可以看看下面的代码：

     public static void main(String[] args) {         // 初始化Vector         Vector<String> vector = new Vector();         vector.add("关注公众号");         vector.add("Java3y");         vector.add("买Linux可到我下面的链接，享受最低价");         vector.add("给3y加鸡腿");         // 遍历Vector         for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {             // 比如在这执行vector.clear();             //new Thread(() -> vector.clear()).start();             System.out.println(vector.get(i));         }     }

作者：Java3y
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