CopyOnWrite容器简介

可以理解为写时复制的容器，当向容器中添加元素时，不是直接往容器中添加，而是将当前容器进行copy，复制出一个新的容器，然后向新容器中添加元素，最后将原容器的引用指向新容器。

好处：在并发的场景下对容器进行”读操作”而不需要”加锁”，从而达到读写分离的目的。

从JDK 1.5 开始Java并发包里提供了两个使用CopyOnWrite机制实现的并发容器，分别是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。

CopyOnWriteArrayList

优缺点分析

优点：适用于读多写少的场景。在Java中遍历线程非安全的List时（如：ArrayList和 LinkedList），若中途有其他线程对List容器进行修改，那么会抛出ConcurrentModificationException异常。CopyOnWriteArrayList由于其“读写分离”，遍历和修改操作分别作用在不同的List容器，所以在使用迭代器遍历的时候，则不会抛出异常。

缺点：1）每次执行写操作都会将原容器拷贝一份，数据量大的时候，内存会存在较大的压力，可能会引起频繁Young GC和Full GC；2）只能保证最终数据一致性，不能保证实时一致性。

源码分析

/**
  * Appends the specified element to the end of this list.
  *
  * @param e element to be appended to this list
  * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
  */
public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 拷贝原容器，长度加一
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        // 将原容器引用指向新副本
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

/**
  * Removes the element at the specified position in this list.
  * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
  * indices).  Returns the element that was removed from the list.
  *
  * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
  */
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;
		// 如果要删除的是列表末端数据，拷贝前len-1个数据到新副本上，再切换引用
        if (numMoved == 0)
            setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
        else {
            // 否则，将除要删除元素之外的其他元素拷贝到新副本中，并切换引用
            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();
    }
}

public E get(int index) {
    return get(getArray(), index);
}