CopyOnWriteArrayList总结

一：使用场景
CopyOnWriteArrayList适用于场景为读多写少的集合应用场景中。

二：CopyOnWrite容器
CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

三:CopyOnWriteArrayList的实现原理

源码如下所示： 

    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();
        }
    }

    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;
            if (numMoved == 0)
                setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
            else {
                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 set(int index, E element) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            E oldValue = get(elements, index);

            if (oldValue != element) {
                int len = elements.length;
                Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
                newElements[index] = element;
                setArray(newElements);
            } else {
                // Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
                setArray(elements);
            }
            return oldValue;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

 该集合对写操作实现了加锁操作，对读操作没有实现加锁，读操作源码如下所示：

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

    /** The array, accessed only via getArray/setArray. */
    private transient volatile Object[] array;

其实经过源码分析之后，我们发现把元素存储到一个全局的数组里面，该数据是使用volatile关键字进行修饰的，这样其实我们已经理解了其中的原理，就是使用volatile的可见性。

四：CopyOnWriteArrayList的优缺点

CopyOnWrite容器有很多优点，但是同时也存在两个问题，即内存占用问题和数据一致性问题。所以在开发的时候需要注意一下。

①：内存占用问题。因为CopyOnWrite的写时复制机制，所以在进行写操作的时候，内存里会同时驻扎两个对象的内存，旧的对象和新写入的对象（注意:在复制的时候只是复制容器里的引用，只是在写的时候会创建新对象添加到新容器里，而旧容器的对象还在使用，所以有两份对象内存）。

②：数据一致性问题。CopyOnWrite容器只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性。因为复制和操作元素需要一点儿时间，所以会有延迟，所以如果你希望写入的数据，马上能读到，要求数据强一致性的话，请不要使用CopyOnWrite容器。【当执行add或remove操作没完成时，get获取的仍然是旧数组的元素】