CopyOnWriteArrayList 解读
一、 核心思想：
CopyOnWriteArrayList的核心思想是利用高并发往往是读多写少的特性，对读操作不加锁，对写操作，先复制一份新的集合，在新的集合上面修改，然后将新集合赋值给旧的引用，并通过volatile 保证其可见性，当然写操作的锁是必不可少的了。
二、类图预览：
方法基本分为CopyOnWriteArrayList、indexOf、contains、get、set、add、remove、addIfAbsent和iterator几类：
1、CopyOnWriteArrayList 构造方法：
基本使用Arrays.copyOf 方法，将参数的集合类设置到array属性上。
2、indexOf方法：
简单的通过循环，对比找到所在的位置，核心代码：
for (int i = index; i < fence; i++)
if (o.equals(elements[i]))
return i;
值得注意有两点，一是支持NULL对象、二是lastIndexOf从后面往前，提高性能
3、 contains方法：
该方法使用indexOf方法，避免代码重复。containsAll方法也是简单的循环判断是否包含单个元素。
4、get方法：
直接返回对应下标元素
5、set方法：
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) {
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} else {
// Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
setArray(elements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
可以看到该法使用ReentrantLock锁， Arrays.copyOf创建一个新的数组是核心思想体现，oldValue != element这个判断更是尽可能的提高性能的努力。
而在esle里面，明明没有任何修改，为什么还要条用set方法，并且在addAllAbsent 方法里面有没有使用，以及那句注释（Not quite a no-op; ensures volatile write semantics），有几封邮件讨论这个问题。
大意是说：为了确保 voliatile 的语义，任何一个读操作都应该是写操作的结构，所以尽管写操作没有改变数据，还是调用set方法，当然这仅仅是语义的说明，去掉也是可以的。而对于 addIfAbsent方法为什么没有使用set方法，那是因为该方法本身的语义就是写或者不写，不写故不需要保持语义。
参考如下：
http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2010-February/006886.html
http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2010-February/006887.html
http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2010-February/006888.html
http://en.usenet.digipedia.org/thread/13652/1242/
6、add方法：
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();
}
}
同样很简单，遵循，使用锁，Arrays.copyOf copy新数组、新增一个元素、set回去步骤。
另外一个重载的指定位置add元素的核心代码如下：
newElements = new Object[len + 1]; System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index); System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1, numMoved);
主要使用System.arraycopy方法copy到一个新的数组
7、remove方法：
public E remove(int index) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
E oldValue = get(elements, index);
int numMoved = len - index - 1;
if (numMoved == 0)
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
setArray(newElements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
同样很简单，使用 System.arraycopy、Arrays.copyOf移动元素
移除指定元素方法的核心代码：通过双重循环，比较移动。
for (int i = 0; i < newlen; ++i) {
if (eq(o, elements[i])) {
// found one; copy remaining and exit
for (int k = i + 1; k < len; ++k)
newElements[k-1] = elements[k];
setArray(newElements);
return true;
} else
newElements[i] = elements[i];
}
移除指定集合内方法核心代码：
for (int i = 0; i < len; ++i) {
Object element = elements[i];
if (!c.contains(element))
temp[newlen++] = element;
}
if (newlen != len) {
setArray(Arrays.copyOf(temp, newlen));
return true;
}
8、addIfAbsent 方法：
public boolean addIfAbsent(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// Copy while checking if already present.
// This wins in the most common case where it is not present
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = new Object[len + 1];
for (int i = 0; i < len; ++i) {
if (eq(e, elements[i]))
return false; // exit, throwing away copy
else
newElements[i] = elements[i];
}
newElements[len] = e;
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
这里可以看到没有又相同的元素之间return了，没有调用set方法；
9、retainAll 方法：
Object[] temp = new Object[len];
for (int i = 0; i < len; ++i) {
Object element = elements[i];
if (c.contains(element))
temp[newlen++] = element;
}
基本是removeAll的翻版，只是 if (c.contains(element)) 这个是否定罢了。
10、writeObject、readObject方法：
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException{
s.defaultWriteObject();
Object[] elements = getArray();
// Write out array length
s.writeInt(elements.length);
// Write out all elements in the proper order.
for (Object element : elements)
s.writeObject(element);
}
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
// bind to new lock
resetLock();
// Read in array length and allocate array
int len = s.readInt();
Object[] elements = new Object[len];
// Read in all elements in the proper order.
for (int i = 0; i < len; i++)
elements[i] = s.readObject();
setArray(elements);
}
虽然CopyOnWriteArrayList 类实现了 序列化接口，但是变量数组确有transient关键字通过实现这两个方法。将快照序列化
11、iterator 方法：
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
针对iterator使用了一个叫COWIterator的阉割版迭代器，因为不支持写操作 ，如上面add、set、remove都会跑出异常，当获取CopyOnWriteArrayList的迭代器时，是将迭代器里的数据引用指向当前引用指向的数据对象，无论未来发生什么写操作，都不会再更改迭代器里的数据对象引用，所以迭代器也很安全。
综上：
在CopyOnWriteArrayList里处理写操作（包括add、remove、set等）是先将原始的数据通过Arrays.copyof()来生成一份新的数组，然后在新的数据对象上进行写，写完后再将原来的引用指向到当前这个数据对象，并且加锁。
读操作是在引用的当前对象上进行读（包括get，iterator等），不存在加锁和阻塞。
因为每次使用CopyOnWriteArrayList.add都要引起数组拷贝， 所以应该避免在循环中使用CopyOnWriteArrayList.add。可以在初始化完成后设置到CopyOnWriteArrayList中，或者使用CopyOnWriteArrayList.addAll方法
CopyOnWriteArrayList采用“写入时复制”策略，对容器的写操作将导致的容器中基本数组的复制，性能开销较大。所以在有写操作的情况下，CopyOnWriteArrayList性能不佳，而且如果容器容量较大的话容易造成溢出。
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