Java多线程之并发容器:CopyOnWrite到底干啥用的
2016-03-26 17:44
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CopyOnWrite从字面上理解就是写入的时候做复制操作。而CopyOnWrite是一个Java5之后出现的并发容器,目的是为了提高并发的存取效率。对比CopyOnWrite、ArrayList和Vector源码,可以发现Vector是get和set方法都使用了synchronized关键字做了同步,ArrayList都没有用该关键字,很明显线程不安全;查看CopyOnWrite源码,get方法没有同步,add方法做了同步,也就是说CopyOnWrite的写入操作完全不影响get操作(一种读写分离的思想)。
起初我也很不明白该容器是有这个好处,但在什么场景下使用呢?
思考一个场景,一个比较稳定的白名单或者黑名单list,每晚或每周会更新一次,其他时间均被大量线程在读取,这个时候我们用什么合适?并发场景ArrayList首先排除,Vector性能存在问题,官方也不推荐用了,也排查;Collections.synchronizedList呢,该并发容器做了改进,get和add方法均为同步方法,如果平时的读取操作也要走同步那就很不合适了,影响性能,那貌似值剩下CopyOnWrite了。对于这种读多写少的情况,用CopyOnWrite再合适不过了。但是,是否有人会问为什么CopyOnWrite的add操作是直接复制一份,再做写操作,为什么不直接add呢?这是为了在写入时完全不影响读取操作,在所有的数据都写入完毕后读操作才能读取到最新的数据。
下面是一个CopyOnWrite的使用例子:
运行结果:
从如上结果可以看出,在写入数据的时候,读取操作并没有被终止,写入完毕后读取操作可以读取到最新的数据。
起初我也很不明白该容器是有这个好处,但在什么场景下使用呢?
思考一个场景,一个比较稳定的白名单或者黑名单list,每晚或每周会更新一次,其他时间均被大量线程在读取,这个时候我们用什么合适?并发场景ArrayList首先排除,Vector性能存在问题,官方也不推荐用了,也排查;Collections.synchronizedList呢,该并发容器做了改进,get和add方法均为同步方法,如果平时的读取操作也要走同步那就很不合适了,影响性能,那貌似值剩下CopyOnWrite了。对于这种读多写少的情况,用CopyOnWrite再合适不过了。但是,是否有人会问为什么CopyOnWrite的add操作是直接复制一份,再做写操作,为什么不直接add呢?这是为了在写入时完全不影响读取操作,在所有的数据都写入完毕后读操作才能读取到最新的数据。
下面是一个CopyOnWrite的使用例子:
package copyonwrite; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /** * Created by dingxiangyong on 2016/3/26. */ public class Test { /** * 结束标识 */ static volatile boolean stopFlag = false; public static void main(String[] args) { CopyOnWriteArrayList<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<Integer>(); //初始化集合 for (int i = 0; i < 100000; i++) { list.add(i); } ReadTask readTask1 = new ReadTask(list); ReadTask readTask2 = new ReadTask(list); ReadTask readTask3 = new ReadTask(list); ReadTask readTask4 = new ReadTask(list); WriteTask writeTask = new WriteTask(list); ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5); service.execute(readTask1); service.execute(readTask2); service.execute(readTask3); service.execute(readTask4); service.execute(writeTask); service.shutdown(); } } /** * 读线程 */ class ReadTask implements Runnable { private List<Integer> list; public ReadTask(List<Integer> list) { this.list = list; } @Override public void run() { while (!Test.stopFlag) { try { int index = (int) (Math.random() * list.size()); Integer value = list.get(index); System.out.println("正在读取值:" + value); Thread.sleep(10); //模拟耗时操作 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } /** * 写线程 */ class WriteTask implements Runnable { private List<Integer> list; public WriteTask(List<Integer> list) { this.list = list; } @Override public void run() { List<Integer> newList = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 100000; i < 2000000; i++) { newList.add(i); } try { Thread.sleep(100); //模拟耗时操作,让读线程可以读到 System.out.println("准备写入copyonwritelist"); list.addAll(newList); System.out.println("写入copyonwritelist完毕"); Thread.sleep(2000); //模拟耗时操作,让读线程可以读到 Test.stopFlag = true; } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
运行结果:
.... 正在读取值:79029 正在读取值:29270 正在读取值:61694 正在读取值:3373 正在读取值:33155 正在读取值:78532 正在读取值:12583 正在读取值:2778 正在读取值:32738 正在读取值:82363 准备写入copyonwritelist 正在读取值:61661 正在读取值:5817 正在读取值:84120 正在读取值:43250 写入copyonwritelist完毕 正在读取值:1744710 正在读取值:422552 正在读取值:1038943 正在读取值:1229489 正在读取值:200887 正在读取值:1547701 正在读取值:1841575 正在读取值:1785725 ...
从如上结果可以看出,在写入数据的时候,读取操作并没有被终止,写入完毕后读取操作可以读取到最新的数据。
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