Copy-On-Write簡稱COW，是一種用于程序設計中的優化策略。其基本思路是，從一開始大家都在共享同一個內容，當某個人想要修改這個內容的時候，才會真正把內容Copy出去形成一個新的內容然后再改，這是一種延時懶惰策略。從JDK1.5開始Java并發包里提供了兩個使用CopyOnWrite機制實現的并發容器,它們是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。CopyOnWrite容器非常有用，可以在非常多的并發場景中使用到。

什么是CopyOnWrite容器

　　CopyOnWrite容器即寫時復制的容器。通俗的理解是當我們往一個容器添加元素的時候，不直接往當前容器添加，而是先將當前容器進行Copy，復制出一個新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再將原容器的引用指向新的容器。這樣做的好處是我們可以對CopyOnWrite容器進行并發的讀，而不需要加鎖，因為當前容器不會添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想，讀和寫不同的容器。

CopyOnWriteArrayList的實現原理

　　在使用CopyOnWriteArrayList之前，我們先閱讀其源碼了解下它是如何實現的。以下代碼是向CopyOnWriteArrayList中add方法的實現（向CopyOnWriteArrayList里添加元素），可以發現在添加的時候是需要加鎖的，否則多線程寫的時候會Copy出N個副本出來。

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/** ?????* Appends the specified element to the end of this list. ?????* ?????* @param e element to be appended to this list ?????* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) ?????*/ ????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(); ????} ????}

?　　讀的時候不需要加鎖，如果讀的時候有多個線程正在向CopyOnWriteArrayList添加數據，讀還是會讀到舊的數據，因為寫的時候不會鎖住舊的CopyOnWriteArrayList。

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

?　　JDK中并沒有提供CopyOnWriteMap，我們可以參考CopyOnWriteArrayList來實現一個，基本代碼如下：

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import?java.util.Collection; import?java.util.Map; import?java.util.Set; public?class?CopyOnWriteMap<K, V>?implements?Map<K, V>, Cloneable { ????private?volatile?Map<K, V> internalMap; ????public?CopyOnWriteMap() { ????????internalMap =?new?HashMap<K, V>(); ????} ????public?V put(K key, V value) { ????????synchronized?(this) { ????????????Map<K, V> newMap =?new?HashMap<K, V>(internalMap); ????????????V val = newMap.put(key, value); ????????????internalMap = newMap; ????????????return?val; ????????} ????} ????public?V get(Object key) { ????????return?internalMap.get(key); ????} ????public?void?putAll(Map<??extends?K, ??extends?V> newData) { ????????synchronized?(this) { ????????????Map<K, V> newMap =?new?HashMap<K, V>(internalMap); ????????????newMap.putAll(newData); ????????????internalMap = newMap; ????????} ????} }

?　　實現很簡單，只要了解了CopyOnWrite機制，我們可以實現各種CopyOnWrite容器，并且在不同的應用場景中使用。

CopyOnWrite的應用場景

通過上面的分析，CopyOnWriteArrayList?有幾個缺點：?
1、由于寫操作的時候，需要拷貝數組，會消耗內存，如果原數組的內容比較多的情況下，可能導致young gc或者full gc

2、不能用于實時讀的場景，像拷貝數組、新增元素都需要時間，所以調用一個set操作后，讀取到數據可能還是舊的,雖然CopyOnWriteArrayList?能做到最終一致性,但是還是沒法滿足實時性要求；

CopyOnWriteArrayList?合適讀多寫少的場景，不過這類慎用?
因為誰也沒法保證CopyOnWriteArrayList?到底要放置多少數據，萬一數據稍微有點多，每次add/set都要重新復制數組，這個代價實在太高昂了。在高性能的互聯網應用中，這種操作分分鐘引起故障。

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CopyOnWriteArrayList透露的思想

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如上面的分析CopyOnWriteArrayList表達的一些思想：?
1、讀寫分離，讀和寫分開?
2、最終一致性?
3、使用另外開辟空間的思路，來解決并發沖突

轉載于:https://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/7699811.html

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的并发容器之CopyOnWriteArrayList的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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