建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「Java極客技術(shù)」，作者鴨血粉絲 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系Java極客技術(shù)公眾號(hào)。
概念
CopyOnWrite 只是看字面意思就能看出來(lái)，就是在寫入時(shí)復(fù)制，說(shuō)得輕巧，寫入時(shí)復(fù)制，具體是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?
先來(lái)說(shuō)說(shuō)思想，具體怎么實(shí)現(xiàn)等下分析
CopyOnWrite 的思想就是：當(dāng)向一個(gè)容器中添加元素的時(shí)候，不是直接在當(dāng)前這個(gè)容器里面添加的，而是復(fù)制出來(lái)一個(gè)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(shí)現(xiàn)了寫入時(shí)復(fù)制
你還記得在提到數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，一般都會(huì)說(shuō)主從復(fù)制，讀寫分離嗎?CopyOnWrite 的設(shè)計(jì)思想是不是和經(jīng)常說(shuō)的主從復(fù)制，讀寫分離如出一撤?
優(yōu)缺點(diǎn)
了解概念之后，對(duì)它的優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)該就比較好理解了
優(yōu)點(diǎn)就是，讀和寫可以并行執(zhí)行，因?yàn)樽x的是原來(lái)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(zhí)行的，在某些高并發(fā)場(chǎng)景下，可以提高程序的響應(yīng)時(shí)間
但是呢，你也看到了， CopyOnWrite 是在寫入的時(shí)候，復(fù)制了一個(gè)新的容器出來(lái)，所以要考慮它的內(nèi)存開銷問題，又回到了在學(xué)算法時(shí)一直強(qiáng)調(diào)的一個(gè)思想：拿空間換時(shí)間
需要注意一下，它只保證數(shù)據(jù)的最終一致性。因?yàn)樵谧x的時(shí)候，讀取的內(nèi)容是原容器里面的內(nèi)容，新添加的內(nèi)容是讀取不到的
基于它的優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)該就可以得出一個(gè)結(jié)論：CopyOnWrite 適用于寫操作非常少的場(chǎng)景，而且還能夠容忍讀寫的暫時(shí)不一致 如果你的應(yīng)用場(chǎng)景不適合，那還是考慮使用別的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)吧
還有一點(diǎn)需要注意的是：在寫入時(shí)，它會(huì)復(fù)制一個(gè)新的容器，所以如果有寫入需求的話，最好可以批量寫入，因?yàn)槊看螌懭氲臅r(shí)候，容器都會(huì)進(jìn)行復(fù)制，如果能夠減少寫入的次數(shù)，就可以減少容器的復(fù)制次數(shù)
在 JUC 包下，實(shí)現(xiàn) CopyOnWrite 思想的就是 CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet 這兩個(gè)方法，本篇文章側(cè)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(shí)候,需要加鎖,如果不加鎖的話,在多線程場(chǎng)景下可能會(huì)被 copy 出 n 個(gè)副本出來(lái)
- // 加鎖之后,就能保證在進(jìn)行寫時(shí),只有一個(gè)線程在操作
- lock.lock();
- try {
- Object[] elements = getArray();
- int len = elements.length;
- // 復(fù)制原來(lái)的數(shù)組
- Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
- // 將要添加的元素添加到新數(shù)組中
- newElements[len] = e;
- // 將對(duì)原數(shù)組的引用指向新的數(shù)組
- setArray(newElements);
- return true;
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
在寫的時(shí)候需要加鎖，但是在讀取的時(shí)候不需要添加
因?yàn)樽x取的是原數(shù)組的元素，對(duì)新數(shù)組沒有什么影響，加了鎖反而會(huì)增加性能開銷
- public E get(int index) {
- return get(getArray(), index);
- }
舉個(gè)例子：
- @Slf4j
- public class ArrayListExample {
- // 請(qǐng)求總數(shù)
- public static int clientTotal = 5000;
- // 同時(shí)并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
- public static int threadTotal = 200;
- private static List
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(qǐng)求 5000 次，有 200 個(gè)線程在同時(shí)請(qǐng)求，我使用的是 ArrayList 實(shí)現(xiàn)，咱們看下打印結(jié)果：
如果是線程安全的話，那么最后的結(jié)果應(yīng)該是 5000 才對(duì)，多運(yùn)行幾次你會(huì)發(fā)現(xiàn)，每次程序的執(zhí)行結(jié)果都是不一樣的
如果是 CopyOnWriteArrayList 呢?
- @Slf4j
- public class CopyOnWriteArrayListExample {
- // 請(qǐng)求總數(shù)
- public static int clientTotal = 5000;
- // 同時(shí)并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
- public static int threadTotal = 200;
- private static List
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(yùn)行幾次，結(jié)果都是一樣的：
由此可見， CopyOnWriteArrayList 是線程安全的
文章題目：CopyOnwrite了解嗎？
標(biāo)題來(lái)源：http://www.5511xx.com/article/ccsjipp.html
