Java多线程之并发容器：CopyOnWrite到底干啥用的

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。 

jdk已提供CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteSet方法

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。