Java中的线程七

• 一、ConcurrentHashMap
• 二、BlockingQueue（暂时忽略）
• 三、ConcurrentLinkedQueue（暂时忽略）
• 四、CopyOnWriteArraylist
• • 1. 基本概念
  • 2. 源码分析
  • • 2.1 更改（以JDK8新增为例）
    • 2.2 读（JDK8）
  • 3. 弱一致性
  • • 3.1 读操作的弱一致性
    • 3.2 迭代器的弱一致性
  • 4. 注意

• CopyOnWriteArraylist底层实现采用了写入时拷贝的思想，即增删改操作会将底层数组拷贝一份，在新数组上执行这些操作，这时不影响其它线程的并发读（因为读的是旧数组）。它实现了读写分离。比较适合读多写少的场景。
• CopyOnWriteArraySet是CopyOnWriteArraylist的马甲，它的源码中实际上是定义了一个CopyOnWriteArraylist对象作为其属性，在调用CopyOnWriteArraySet的方法时，底层实际上调用的都是CopyOnWriteArraylist的方法，CopyOnWriteArraySet的存储元素不重复的实现也是通过再添加元素时，调用CopyOnWriteArraylist的addIfAbsent(E e)方法判断内部是否已经存在当前要加入的元素，如果不存在，才进行添加。

加锁是为了保证写写的互斥，不能同时进行写操作。但是读取是不影响的，可以并发执行，只不过读的是旧数组而已。

final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private transient volatile Object[] array;

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();
    }
}

final void setArray(Object[] a) {
	array = a;
}

注意：JDK8和JDK11有所不同，不同的是JDK8中使用的是ReentrantLock而JDK11中使用的是synchronized。

读操作是未加锁的。

private transient volatile Object[] array;

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

final Object[] getArray() {
	return array;
}

private E get(Object[] a, int index) {
	return (E) a[index];
}

public void forEach(Consumer action) {
	Objects.requireNonNull(action);
	for (Object x : getArray()) {
		@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) x;
		action.accept(e);
	}
}

读操作指的是foreach遍历操作和get操作，下面仅以get操作为例进行说明。

1. Thread-0想要读取CopyOnWriteArraylist中下标为0的数据，获得了CopyOnWriteArraylist内部的属性array的引用，此时，仅仅获取了数组的引用，还未来的及读取数据。
2. Thread-1想要对数组下标为0的元素进行删除，复制了一个新的数组，并删除了下标为0的元素，将新的数组的引用设置为CopyOnWriteArraylist内部的属性array的引用。
3. 此时尽管下标为0的元素已经删除了，且新的引用已经赋给了CopyOnWriteArraylist内部的属性array，但是Thread-0拿到的还是原来的引用，因此还可以读到原来的下标为0的数据。

再利用迭代器进行遍历的情况下，同样会存在上述的问题。

CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Iterator iter = list.iterator();
new Thread(() -> {
	list.remove(0);
	System.out.println(list);
}).start();
sleep1s();
while (iter.hasNext()) {
	System.out.println(iter.next());
}

• 并不要觉得弱一致性就不好，它可以做到读写的并发，数据库的 MVCC 都是弱一致性的表现。
• 并发高和一致性是矛盾的，需要权衡。