CopyOnWriteArrayList是java1.5版本提供的一個線程安全的ArrayList變體。

在講解5.1.1ArrayList的時候，有說明ArrayList的fail-fast特性，它是指在遍歷過程中，如果ArrayList內容發生過修改，會拋出ConcurrentModificationException。

在多線程環境下，這種情況變得尤為突出，參見測試代碼（代碼基於java8）：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

ExecutorService executorService 
 
= Executors.newFixedThreadPool(10);

for (int i = 0; i < 100; i++) {

// 啟動一個寫ArrayList的線程

executorService.execute(() -> {

list.add(1);

});

// 啟動一個讀ArrayList的線程

executorService.execute(() -> {

for (Integer v : list) {

System.out.println(v);

}

});

}

設想下面兩種處理方式：

1、不使用叠代器形式轉而使用下標來遍歷，這就帶來了一個問題，讀寫沒有分離，寫操作會影響到讀的準確性，甚至導致IndexOutOfBoundsException，比如下面的例子：

上述例子在多線程執行過程中，list.remove(0)會減少list的size，而讀操作使用的是首次遍歷的size，必然會出現嚴重的運行時異常，所以，遍歷下標的方法不可取。

              executorService.execute(() -> {

　　　　　　　　　　list.remove(0);

　　　　　　　　});

　　　　　　　　executorService.execute(() 
 
-> {

　　　　　　　　　　　　for (int x = 0, len = list.size(); x < len; x++) {

　　　　　　　　　　　　　　System.out.println(list.get(x));

　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　});

2、不直接遍歷list，而是把list拷貝一份數組，再行遍歷，比如把讀過程修改成下面這樣：

executorService.execute(() -> {

    for (Integer v : list.toArray(new Integer[0])) {

        System.out.println(v);

    }

});

此方法在CopyOnWriteArrayList出現之前較為常見，其本質是把list內容拷貝到了一個新的數組中，CopyOnWriteArrayList也是采取的類似的手段，區別在於，這個例子使用的是CopyOnRead方式，也就是讀時拷貝。

下面來介紹下CopyOnWriteArrayList的寫時拷貝的實現方式。

1.1.1.1.1 寫時拷貝

寫時拷貝，自然是在做寫操作時，把原始數據拷貝到一個新的數組，涉及到寫操作的是三個方法add，remove和set，以add方法為例：

public boolean add(E e) {

    //加鎖

        final ReentrantLock lock = this.lock;

        lock.lock();

        try {

            //拷貝數據

            Object[] elements = getArray();

            int len = elements.length;

            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);

            newElements[len] = e;

            setArray(newElements);

            return true;

        } finally {

            //解鎖

            lock.unlock();

        }

    }

可以註意到，在每一次add操作裏，數組都被copy了一份副本，這就是寫時拷貝的原理。

那麽，寫時拷貝和讀時拷貝各有什麽優勢呢？

如果一個list的遍歷操作比寫入操作頻繁，應該使用CopyOnWriteArrayList，反之，則考慮使用讀時拷貝的方式。

CopyOnWriteArrayList源碼解析