Java多线程进阶（二八）—— J.U.C之collections框架：CopyOnWriteArr

NeverSayNever 发布于2019-08-19 11:04 / 2577人阅读

摘要：我们之前已经介绍过了，底层基于跳表实现，其操作平均时间复杂度均为。事实上，内部引用了一个对象，以组合方式，委托对象实现了所有功能。线程安全内存的使用较多迭代是对快照进行的，不会抛出，且迭代过程中不支持修改操作。

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一、CopyOnWriteArraySet简介

CopyOnWriteArraySet，是另一类适合并发环境的SET工具类，也是在JDK1.5时，随着J.U.C包一起引入的。
我们之前已经介绍过了ConcurrentSkipListSet，ConcurrentSkipListSet底层基于Skip List（跳表）实现，其操作平均时间复杂度均为O(logn)。

CopyOnWriteArraySet，从名字上可以看出，也是基于“写时复制”的思想。事实上，CopyOnWriteArraySet内部引用了一个CopyOnWriteArrayList对象，以“组合”方式，委托CopyOnWriteArrayList对象实现了所有API功能。

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public class CopyOnWriteArraySet extends AbstractSet
    implements java.io.Serializable {
    private final CopyOnWriteArrayList al;
    /**
     * Creates an empty set.
     */
    public CopyOnWriteArraySet() {
        al = new CopyOnWriteArrayList();
    }
    public CopyOnWriteArraySet(Collection c) {
        if (c.getClass() == CopyOnWriteArraySet.class) {
            CopyOnWriteArraySet cc = (CopyOnWriteArraySet) c;
            al = new CopyOnWriteArrayList(cc.al);
        } else {
            al = new CopyOnWriteArrayList();
            al.addAllAbsent(c);
        }
    }
    // ...
}

二、CopyOnWriteArraySet原理

我们来看下CopyOnWriteArraySet是如何实现API接口的功能的：

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public int size() {
    return al.size();
}
public boolean isEmpty() {
    return al.isEmpty();
}
public boolean contains(Object o) {
    return al.contains(o);
}
public Object[] toArray() {
    return al.toArray();
}
public  T[] toArray(T[] a) {
    return al.toArray(a);
}
public void clear() {
    al.clear();
}
public boolean remove(Object o) {
    return al.remove(o);
}
public boolean add(E e) {
    return al.addIfAbsent(e);
}
public boolean containsAll(Collection c) {
    return al.containsAll(c);
}
public boolean addAll(Collection c) {
    return al.addAllAbsent(c) > 0;
}
public boolean removeAll(Collection c) {
    return al.removeAll(c);
}
public boolean retainAll(Collection c) {
    return al.retainAll(c);
}
public Iterator iterator() {
    return al.iterator();
}
public boolean removeIf(Predicate filter) {
    return al.removeIf(filter);
}
public void forEach(Consumer action) {
    al.forEach(action);
}

可以看到，上述所有的方法都是通过委托实现的，唯一的区别就是CopyOnWriteArraySet不允许含有重复元素，所以添加元素（add方法）时，内部调用了CopyOnWriteArrayList的addAllAbsent方法。

三、总结

既然CopyOnWriteArraySet也是基于“写时复制”的思想，那么它的特性也和CopyOnWriteArrayList是类似的，归结起来，有以下几点：

适合“读多写少”且数据量不大的场景。

线程安全

内存的使用较多

迭代是对快照进行的，不会抛出ConcurrentModificationException，且迭代过程中不支持修改操作。

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