Java多線程：CopyOnWrite容器，多線程copyonwrite

Java多線程：CopyOnWrite容器，多線程copyonwrite
一、什麼是CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器即寫時複製的容器。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，複製出一個新的容器，然後新的容器裡添加元素，添加完元素之後，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容器進行並發的讀，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。

 

二、CopyOnWriteArrayList的實現原理

public boolean add(T e) {    final ReentrantLock lock = this.lock;    lock.lock();    try {        Object[] elements = getArray();        int len = elements.length;        // 複製出新數組        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);        // 把新元素添加到新數組裡        newElements[len] = e;        // 把原數組引用指向新數組        setArray(newElements);        return true;    } finally {        lock.unlock();    }} final void setArray(Object[] a) {    array = a;}

讀的時候不需要加鎖，如果讀的時候有多個線程正在向ArrayList添加資料，讀還是會讀到舊的資料，因為寫的時候不會鎖住舊的ArrayList

三、CopyOnWrite的應用情境　　CopyOnWrite並發容器用於讀多寫少的並發情境。比如白名單，黑名單，商品類目的訪問和更新情境，假如我們有一個搜尋網站，使用者在這個網站的搜尋方塊中，輸入關鍵字搜尋內容，但是某些關鍵字不允許被搜尋。這些不能被搜尋的關鍵字會被放在一個黑名單當中，黑名單每天晚上更新一次。當使用者搜尋時，會檢查當前關鍵字在不在黑名單當中，如果在，則提示不能搜尋。 代碼很簡單，但是使用CopyOnWriteMap需要注意兩件事情：　　1. 減少擴容開銷。根據實際需要，初始化CopyOnWriteMap的大小，避免寫時CopyOnWriteMap擴容的開銷。　　2. 使用大量新增。因為每次添加，容器每次都會進行複製，所以減少添加次數，可以減少容器的複製次數。如使用上面代碼裡的addBlackList方法。四、CopyOnWrite的缺點CopyOnWrite容器有很多優點，但是同時也存在兩個問題，即記憶體佔用問題和資料一致性問題。所以在開發的時候需要注意一下。

• 記憶體佔用問題：因為CopyOnWrite的寫時複製機制，所以在進行寫操作的時候，記憶體裡會同時駐紮兩個對象的記憶體，舊的對象和新寫入的對象（注意:在複製的時候只是複製容器裡的引用，只是在寫的時候會建立新對象添加到新容器裡，而舊容器的對象還在使用，所以有兩份對象記憶體）。如果這些對象佔用的記憶體比較大，比如說200M左右，那麼再寫入100M資料進去，記憶體就會佔用300M，那麼這個時候很有可能造成頻繁的Yong GC和Full GC。之前我們系統中使用了一個服務由於每晚使用CopyOnWrite機制更新大對象，造成了每晚15秒的Full GC，應用回應時間也隨之變長。針對記憶體佔用問題，可以通過壓縮容器中的元素的方法來減少大對象的記憶體消耗，比如，如果元素全是10進位的數字，可以考慮把它壓縮成36進位或64進位。或者不使用CopyOnWrite容器，而使用其他的並發容器，如ConcurrentHashMap。

• 資料一致性問題：CopyOnWrite容器只能保證資料的最終一致性，不能保證資料的即時一致性。所以如果你希望寫入的資料，馬上能讀到，請不要使用CopyOnWrite容器。