问题描述
来自这个 article,它说:
当我们 使用任何修改方法——例如 add() 或 remove()—— copyOnWriteArrayList 的全部内容被复制到新的 内部副本。
由于这个简单的事实,我们可以安全地遍历列表, 即使发生并发修改。
当我们在 copyOnWriteArrayList 上调用 iterator() 方法时, 我们得到一个由不可变快照备份的迭代器 copyOnWriteArrayList 的内容。
它的内容是 ArrayList 中数据的精确副本,来自 迭代器的创建时间。即使在此期间有些 其他线程从列表中添加或删除一个元素,即 修改正在制作将用于的数据的新副本 从该列表中进一步查找数据。
接下来要问自己的简单问题是为什么两者都有?基本上,根据我的理解,写操作是对新副本进行的,而读操作是对集合的克隆进行的。
例如,如果写入是在新副本上完成的,则意味着我可以迭代“原始”集合 - 这意味着它不会受到影响。那么为什么要增加在另一个副本(快照)中存储元素的开销呢?或者相反的方向,如果我将元素存储在副本(快照)中,为什么需要在副本上进行写入,而我实际上是迭代克隆而不是“原始”集合(意味着快照永远不会改变)?
我希望这个问题是合法的,因为我确实检查了互联网上所有可能的来源,但没有一篇文章帮助我消除了这种困惑。我在这里错过了什么?
解决方法
CopyOnWriteArrayList
在您调用 iterator
时不会创建数组的副本,正如 docs 所说:
“快照”样式的迭代器方法使用对创建迭代器时数组状态的引用。
注意“参考”这个词。
这句话的措辞相当糟糕:
它的内容是从创建迭代器时起在 ArrayList 中的数据的精确副本。
这并不意味着当您调用 iterator()
时会创建该数组的副本。应该说:
它的内容与从创建迭代器时起在ArrayList中的数据相同。
该段更重要的一点是:
即使在此期间某个其他线程从列表中添加或删除了一个元素,该修改也会制作数据的新副本,该副本将用于从该列表中进行任何进一步的数据查找。
这意味着如果您创建一个迭代器,然后以某种方式继续改变列表,迭代器将看不到这些变化。为什么?因为突变是通过创建一个具有突变的新数组来完成的,但是迭代器正在迭代没有突变的旧数组。这就是我们说迭代器拍摄“快照”的原因。
这里有一些来自 OpenJDK 的代码来说明。
在iterator()
中,它简单地创建了一个带有getArray()
的COWIterator
,它通过返回易失性array
字段来获取快照:
final Object[] getArray() {
return array;
}
...
public Iterator<E> iterator() {
return new COWIterator<E>(getArray(),0);
}
和 mutator 方法,例如 add
,设置 array
字段:
final void setArray(Object[] a) {
array = a;
}
...
public boolean add(E e) {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements,len + 1);
newElements[len] = e;
setArray(newElements);
return true;
}
我删除了(解锁)锁定代码,以便于查看发生了什么。