CopyOnWriteArrayList通过写时复制实现线程安全，适合读多写少场景。1. 写操作复制数组并替换，读操作无锁访问当前数组。2. 使用方式类似ArrayList，遍历时不会抛出ConcurrentModificationException。3. 适用于监听器列表等读频繁、写稀少的场景，但写入开销大、内存占用高。4. 迭代器基于快照，数据最终一致，不支持实时更新。5. 避免高频写入，推荐批量处理后一次性添加，注意JVM内存压力。
在多线程环境下，对集合的并发修改容易引发ConcurrentModificationException或数据不一致问题。Java 提供了 CopyOnWriteArrayList 来解决这一问题，它是一种线程安全的 List 实现，特别适用于读多写少的场景。
什么是 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList 是 java.util.concurrent 包下的一个线程安全列表。它的核心机制是：每当有写操作（如 add、set、remove）时，都会创建底层数组的一个新副本，修改在副本上完成，然后替换原数组。读操作则直接访问当前数组，无需加锁。
这种“写时复制”策略保证了读操作的高效性和线程安全，因为读不加锁，写不影响正在进行的读。
如何使用 CopyOnWriteArrayList
使用方式与普通 ArrayList 非常相似，但它是线程安全的，不需要额外同步控制。
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示例代码：
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class SafeListExample {
private static CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();
public static void main(String[] args) {
// 启动多个线程进行读写
Thread writer = new Thread(() -> {
list.add("item-1");
list.add("item-2");
});
Thread reader = new Thread(() -> {
for (String item : list) {
System.out.println("读取: " + item);
}
});
writer.start();
reader.start();
}
}
上面的例子中，即使一个线程在写入，另一个线程也能安全遍历列表，不会抛出并发修改异常。
适用场景与注意事项
虽然 CopyOnWriteArrayList 线程安全且读性能高，但它并不适合所有场景。
- 读多写少：适合监听器列表、事件广播等读操作远多于写操作的场景。
- 写操作开销大：每次写都要复制整个数组，如果列表很大，add 或 remove 会非常耗时。
- 数据一致性是最终一致：迭代器获取的是快照，无法看到写操作的实时变化。
- 不适合频繁修改的场景：高频率写入会导致大量内存复制和垃圾回收压力。
常见技巧与最佳实践
合理使用 CopyOnWriteArrayList 可以提升程序稳定性与性能。
- 用作观察者列表：在发布-订阅模式中保存监听器，避免遍历时被其他线程修改。
- 避免在循环中频繁写入：批量写入前可先在本地集合处理，再一次性加入。
- 理解迭代器行为：迭代器基于创建时的快照，不会反映后续修改，也不会抛出异常。
- 注意内存占用：由于存在多个数组副本，注意 JVM 内存使用情况。
基本上就这些。CopyOnWriteArrayList 是一种巧妙的设计，牺牲写性能换取读的无锁并发，在合适的场景下能有效简化并发编程。关键是理解其原理，避免误用于高频写入环境。
