1.Java-CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList是Java并发包(java.util.concurrent)中的一个线程安全的ArrayList实现。它采用“写时复制”(Copy-On-Write,简称COW)策略来实现对列表的高性能读取和写操作。CopyOnWriteArrayList适用于读操作远多于写操作的场景,能有效减少锁的竞争,提高并发性能。
1.1 为什么需要CopyOnWriteArrayList
在多线程环境下,对ArrayList进行并发读写操作可能会引发线程安全问题。虽然可以使用Vector或者
Collections.synchronizedList()实现线程安全的列表,但这些方法使用了全局锁,导致并发性能降低。为了解决这个问题,CopyOnWriteArrayList使用了COW策略,在每次修改操作时,都会复制一个新的副本,从而避免了并发读写时的锁竞争,提高了并发读取性能。
1.2 CopyOnWriteArrayList与ArrayList、Vector的区别
- 线程安全性:CopyOnWriteArrayList是线程安全的,而ArrayList不是;Vector也是线程安全的,但它使用全局锁,导致性能较差。
- 读写性能:CopyOnWriteArrayList具有较高的并发读性能,但写操作性能较差,因为每次写操作都需要复制一个新的副本。ArrayList具有较高的读写性能,但在多线程环境下可能出现线程安全问题。Vector的读写性能较差,因为它使用全局锁。
- 内存占用:CopyOnWriteArrayList在写操作时需要复制一个新的副本,因此可能导致较高的内存占用。ArrayList和Vector的内存占用相对较低。
- 实时性:CopyOnWriteArrayList的迭代器只能获取到写操作前的数据副本,因此在迭代过程中无法获取实时数据。ArrayList和Vector的迭代器可以获取实时数据,但在多线程环境下可能会导致线程安全问题。
1.3 CopyOnWriteArrayList的使用场景
- 高并发读场景:由于CopyOnWriteArrayList采用写时复制策略,读操作可以直接访问原列表,而无需加锁。这使得CopyOnWriteArrayList在高并发读场景下具有较高的性能。当读操作远多于写操作时,CopyOnWriteArrayList是一个很好的选择。
- 低频修改、高频查询场景:CopyOnWriteArrayList在每次写操作时都会复制一个新的副本,因此写操作的性能较差。但是,如果对列表的修改操作较少,而查询操作频繁,CopyOnWriteArrayList仍然可以提供良好的性能。在这种场景下,可以考虑使用CopyOnWriteArrayList来实现线程安全的列表操作。
- 实时性要求不高的场景:CopyOnWriteArrayList的迭代器只能访问到写操作前的数据副本,因此在迭代过程中无法获取实时数据。如果应用场景对实时性要求不高,可以考虑使用CopyOnWriteArrayList。
1.4 缺点
- 写操作性能较低
- 内存占用较高
- 迭代器实时性差