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Java多線程進(jìn)階（二八）—— J.U.C之collections框架：CopyOnWriteArr

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摘要：我們之前已經(jīng)介紹過(guò)了，底層基于跳表實(shí)現(xiàn)，其操作平均時(shí)間復(fù)雜度均為。事實(shí)上，內(nèi)部引用了一個(gè)對(duì)象，以組合方式，委托對(duì)象實(shí)現(xiàn)了所有功能。線程安全內(nèi)存的使用較多迭代是對(duì)快照進(jìn)行的，不會(huì)拋出，且迭代過(guò)程中不支持修改操作。

本文首發(fā)于一世流云專欄：https://segmentfault.com/blog...
一、CopyOnWriteArraySet簡(jiǎn)介

CopyOnWriteArraySet，是另一類適合并發(fā)環(huán)境的SET工具類，也是在JDK1.5時(shí)，隨著J.U.C包一起引入的。
我們之前已經(jīng)介紹過(guò)了ConcurrentSkipListSet，ConcurrentSkipListSet底層基于Skip List（跳表）實(shí)現(xiàn)，其操作平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)。

CopyOnWriteArraySet，從名字上可以看出，也是基于“寫時(shí)復(fù)制”的思想。事實(shí)上，CopyOnWriteArraySet內(nèi)部引用了一個(gè)CopyOnWriteArrayList對(duì)象，以“組合”方式，委托CopyOnWriteArrayList對(duì)象實(shí)現(xiàn)了所有API功能。

public class CopyOnWriteArraySet extends AbstractSet
    implements java.io.Serializable {

    private final CopyOnWriteArrayList al;

    /**
     * Creates an empty set.
     */
    public CopyOnWriteArraySet() {
        al = new CopyOnWriteArrayList();
    }

    public CopyOnWriteArraySet(Collection c) {
        if (c.getClass() == CopyOnWriteArraySet.class) {
            CopyOnWriteArraySet cc = (CopyOnWriteArraySet) c;
            al = new CopyOnWriteArrayList(cc.al);
        } else {
            al = new CopyOnWriteArrayList();
            al.addAllAbsent(c);
        }
    }
    // ...
}
二、CopyOnWriteArraySet原理

我們來(lái)看下CopyOnWriteArraySet是如何實(shí)現(xiàn)API接口的功能的：

public int size() {
    return al.size();
}

public boolean isEmpty() {
    return al.isEmpty();
}

public boolean contains(Object o) {
    return al.contains(o);
}

public Object[] toArray() {
    return al.toArray();
}

public  T[] toArray(T[] a) {
    return al.toArray(a);
}

public void clear() {
    al.clear();
}

public boolean remove(Object o) {
    return al.remove(o);
}

public boolean add(E e) {
    return al.addIfAbsent(e);
}

public boolean containsAll(Collection c) {
    return al.containsAll(c);
}

public boolean addAll(Collection c) {
    return al.addAllAbsent(c) > 0;
}

public boolean removeAll(Collection c) {
    return al.removeAll(c);
}

public boolean retainAll(Collection c) {
    return al.retainAll(c);
}

public Iterator iterator() {
    return al.iterator();
}


public boolean removeIf(Predicate filter) {
    return al.removeIf(filter);
}

public void forEach(Consumer action) {
    al.forEach(action);
}

可以看到，上述所有的方法都是通過(guò)委托實(shí)現(xiàn)的，唯一的區(qū)別就是CopyOnWriteArraySet不允許含有重復(fù)元素，所以添加元素（add方法）時(shí)，內(nèi)部調(diào)用了CopyOnWriteArrayList的addAllAbsent方法。

三、總結(jié)

既然CopyOnWriteArraySet也是基于“寫時(shí)復(fù)制”的思想，那么它的特性也和CopyOnWriteArrayList是類似的，歸結(jié)起來(lái)，有以下幾點(diǎn)：

適合“讀多寫少”且數(shù)據(jù)量不大的場(chǎng)景。

線程安全

內(nèi)存的使用較多

迭代是對(duì)快照進(jìn)行的，不會(huì)拋出ConcurrentModificationException，且迭代過(guò)程中不支持修改操作。

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