什么是CopyOnwrite

本篇內容介紹了“什么是CopyOnwrite”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

概念

CopyOnWrite 只是看字面意思就能看出來，就是在寫入時復制，說得輕巧，寫入時復制，具體是怎么實現的呢?

先來說說思想，具體怎么實現等下分析

CopyOnWrite  的思想就是：當向一個容器中添加元素的時候，不是直接在當前這個容器里面添加的，而是復制出來一個新的容器，在新的容器里面添加元素，添加完畢之后再將原容器的引用指向新的容器，這樣就實現了寫入時復制

你還記得在提到數據庫的時候，一般都會說主從復制，讀寫分離嗎?CopyOnWrite 的設計思想是不是和經常說的主從復制，讀寫分離如出一撤?

優缺點

了解概念之后，對它的優缺點應該就比較好理解了

優點就是，讀和寫可以并行執行，因為讀的是原來的容器，寫的是新的容器，它們之間互不影響，所以讀和寫是可以并行執行的，在某些高并發場景下，可以提高程序的響應時間

但是呢，你也看到了， CopyOnWrite  是在寫入的時候，復制了一個新的容器出來，所以要考慮它的內存開銷問題，又回到了在學算法時一直強調的一個思想：拿空間換時間

需要注意一下，它只保證數據的最終一致性。因為在讀的時候，讀取的內容是原容器里面的內容，新添加的內容是讀取不到的

基于它的優缺點應該就可以得出一個結論：CopyOnWrite 適用于寫操作非常少的場景，而且還能夠容忍讀寫的暫時不一致  如果你的應用場景不適合，那還是考慮使用別的方法來實現吧

還有一點需要注意的是：在寫入時，它會復制一個新的容器，所以如果有寫入需求的話，最好可以批量寫入，因為每次寫入的時候，容器都會進行復制，如果能夠減少寫入的次數，就可以減少容器的復制次數

在 JUC 包下，實現 CopyOnWrite 思想的就是 CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet  這兩個方法，本篇文章側重于講清楚 CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList

在 CopyOnWriteArrayList 中，需要注意的是 add 方法：

public boolean add(E e) {         final ReentrantLock lock = this.lock;         // 在寫入的時候,需要加鎖,如果不加鎖的話,在多線程場景下可能會被 copy 出 n 個副本出來         // 加鎖之后,就能保證在進行寫時,只有一個線程在操作         lock.lock();         try {             Object[] elements = getArray();             int len = elements.length;             // 復制原來的數組             Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);             // 將要添加的元素添加到新數組中             newElements[len] = e;             // 將對原數組的引用指向新的數組             setArray(newElements);             return true;         } finally {             lock.unlock();         }     }

在寫的時候需要加鎖，但是在讀取的時候不需要添加

因為讀取的是原數組的元素，對新數組沒有什么影響，加了鎖反而會增加性能開銷

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

舉個例子：

@Slf4j public class ArrayListExample {      // 請求總數     public static int clientTotal = 5000;      // 同時并發執行的線程數     public static int threadTotal = 200;      private static List<Integer> list = new ArrayList<>();      public static void  main(String[] args) throws Exception{         ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();         final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);         final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);         for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {             final int count = i;             executorService.execute(()->{                 try {                     semaphore.acquire();                     update(count);                     semaphore.release();                 } catch (Exception e) {                     log.error("exception",e);                 }                 countDownLatch.countDown();             });         }         countDownLatch.await();         executorService.shutdown();         log.info("size:{}",list.size());     }     private static void update(int i){         list.add(i);     } }

上面是客戶端請求 5000 次，有 200 個線程在同時請求，我使用的是 ArrayList 實現，咱們看下打印結果：

如果是線程安全的話，那么最后的結果應該是 5000 才對，多運行幾次你會發現，每次程序的執行結果都是不一樣的

如果是 CopyOnWriteArrayList 呢?

@Slf4j public class CopyOnWriteArrayListExample {      // 請求總數     public static int clientTotal = 5000;      // 同時并發執行的線程數     public static int threadTotal = 200;      private static List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();      public static void  main(String[] args) throws Exception{         ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();         final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);         final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);         for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {             final int count = i;             executorService.execute(()->{                 try {                     semaphore.acquire();                     update(count);                     semaphore.release();                 } catch (Exception e) {                     log.error("excepiton",e);                 }                 countDownLatch.countDown();             });         }         countDownLatch.await();         executorService.shutdown();         log.info("size:{}",list.size());     }     private static void update(int i){         list.add(i);     } }

多運行幾次，結果都是一樣的：

由此可見， CopyOnWriteArrayList 是線程安全的

“什么是CopyOnwrite”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！