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Java里如何使用CopyOnWriteArrayList实现读多写少_Java并发容器特性说明

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-12-14 21:19:02

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来源于php中文网

原创

CopyOnWriteArrayList适合读多写少场景,因其读操作无锁、写操作复制数组并原子替换,保证读取一致性但写入开销大;适用于监听器列表、配置缓存等低频修改场景,不适用于高频增删或强一致性要求场景。

java里如何使用copyonwritearraylist实现读多写少_java并发容器特性说明

在Java中,CopyOnWriteArrayList 是专为读多写少场景设计的线程安全列表,它通过“读不加锁、写时复制”的策略,在高并发读操作下保持极佳性能。

为什么适合读多写少?

它的核心机制是:每次写操作(add、set、remove等)都会创建底层数组的新副本,修改在副本上进行,完成后用原子引用替换原数组;而所有读操作(get、iterator、size等)直接访问当前数组,全程无锁、无阻塞。

这意味着——

  • 读操作零同步开销,可并发执行任意多次
  • 写操作代价较高(涉及数组复制和引用更新),且会阻塞其他写操作
  • 写操作期间,读操作仍能安全看到“写入前的一致快照”

典型适用场景举例

适合那些极少修改、频繁遍历的集合,例如:

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  • 监听器/观察者列表(如Swing事件监听、自定义回调注册)
  • 配置项缓存列表(运行时基本不变,只在启动或热更时调整)
  • 白名单、黑名单等静态规则集合

⚠️ 不适合:高频增删、实时强一致性要求(因迭代器不反映写入后的最新状态)。

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基本用法与注意事项

使用方式与普通ArrayList几乎一致,但需注意关键细节:

  • 构造时可传入普通Collection,内部自动转为线程安全副本
  • 迭代器不支持remove()、add()等结构性修改(抛UnsupportedOperationException)
  • 写操作后,之前获取的Iterator仍遍历旧数组,不会看到新元素——这是快照语义,不是bug
  • size()返回的是当前快照大小,但遍历时实际元素数可能已变化(因写操作异步生效)

简单示例代码

以下是一个监听器注册+通知的典型用法:

public class EventManager {
    private final CopyOnWriteArrayList listeners = new CopyOnWriteArrayList<>();

    public void addListener(Listener l) {
        listeners.add(l); // 线程安全,无外部同步
    }

    public void notifyEvent(Event e) {
        // 遍历过程完全无锁,即使其他线程正在add也不会出错
        for (Listener l : listeners) {
            l.onEvent(e);
        }
    }
}

多个线程可同时调用 notifyEvent,性能接近 ArrayList;addListener 虽慢但不频繁,整体开销可控。

基本上就这些。CopyOnWriteArrayList 不复杂,但容易忽略其“写重、读快、快照一致”的本质特性——用对场景,它就是并发读场景下的轻量级利器。

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