先從一個問題開始：Java中的ArrayList是線程安全的嗎？
大家都知道是線程不安全的，那么問題來了，你如何去證明它是線程不安全的呢？那好，寫個例子吧：
public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);
System.out.println(list);
}
OK，以上是熱個身，既然要證明線程不安全，那就得需要多個線程去操作啊，那繼續(xù)：
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread(()->{ list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
System.out.println(list);
},"線程"+i).start();
}
}
OK，代碼改寫完成，那這樣會出現(xiàn)什么樣的問題呢？運行看看唄：是不是結(jié)果不一樣了？再執(zhí)行看看：咋樣，結(jié)果是不是很是豐富多彩啊，為什么？給你看個圖：另外有個很重要的知識點，請問，多線程start開啟之后，他們是順序執(zhí)行還是亂序執(zhí)行？答案是亂序執(zhí)行，而且執(zhí)行速度很快，那這就產(chǎn)生問題了，比如1線程還沒有寫，2線程就讀了，或者1和3線程都寫了，2線程才讀……所以，結(jié)果是豐富多彩的！
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 30; i++) { new Thread(()->{ list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
System.out.println(list);
},"線程"+i).start();
}
}
看到區(qū)別沒？這里開啟30個線程，請問，程序會報錯嗎？??這是因為ArrayList是線程不安全的，當(dāng)比較多的線程去同時對其進行快速讀寫的時候，它就會發(fā)生崩潰導(dǎo)致并發(fā)修改異常
解決方案一：替換vector
這個時候你能想到怎么做嗎？加鎖？可以，但是不用你自己加鎖，因為有vector，還記得這貨嗎？
public static void main(String[] args) { List<String> list = new Vector<>();
for (int i = 0; i < 30; i++) { new Thread(()->{ list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
System.out.println(list);
},"線程"+i).start();
}
}
看到?jīng)]，它的add上增加了synchronized，所以Vector是線程安全的，但是不要用它，為啥？雖然不推薦用這種，但是使用Vector的確可以解決并發(fā)修改的異常，程序運行看下：解決方案二：Collections
public static void main(String[] args) { List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
for (int i = 0; i < 30; i++) { new Thread(()->{ list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
System.out.println(list);
},"線程"+i).start();
}
}
Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
將線程不安全的list變成線程安全的list，但是這樣的方式依然不推薦，原因還是一樣的，就是性能受到影響！所以，盡管此種方式可以解決并發(fā)修改異常，但是依然不推薦！我們上面說的使用Vector或者集合工具類的形式，這些都是同步容器，就是通過加鎖的形式，比如Vector的add方法：這里是加上了synchronized，如此一來，同一個時間只能有一個線程來訪問，那這樣的話，的確保證了數(shù)據(jù)的讀取一致性，但是效率也就下降了！那對于使用集合工具類的形式來說，其實也可以用，為什么不推薦使用呢？因為作為一個看起來很牛逼的程序員，我們有更好的選擇，那就使用到并發(fā)容器！解決方案三：寫時復(fù)制
public static void main(String[] args) { List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
for (int i = 0; i < 30; i++) { new Thread(()->{ list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
System.out.println(list);
},"線程"+i).start();
}
}
就是這個CopyOnWriteArrayList，記住了，以后就用這個！
看到?jīng)]，首先人家就是Java并發(fā)包里面的，所以人家是專門針對并發(fā)的，那么在效率和性能上絕對比其他的強！那這個CopyOnWriteArrayList為什么就那么強呢？原理是啥？我們從字面意思去看啥是CopyOnWrite，是不是“復(fù)制在寫”？？？好啦，人家其實叫做“寫時復(fù)制”，是讀寫分離思想的一種，高就高在這，我們來看看具體是咋回事！原理初探
啥叫做寫時復(fù)制，啥又是CopyOnWrite，說實話，看起來很高大上，其實思想很簡單，首先明確這里要達成的一個效果：一個線程去執(zhí)行寫操作，多個線程執(zhí)行讀操作
如此一來讀寫就是被分離開來的，保證了數(shù)據(jù)一致性的同時也保證的效率，那是怎么做的，重點就在這個“copy”上，啥？復(fù)制啊，也就是說，在對一個資源進行讀寫的時候，假如一個線程在進行寫操作，那么這個時候它就獲得相應(yīng)的鎖，此時是不允許其他線程去進行寫操作的，但是其他線程可以進行讀操作，也就是你該寫寫，不耽誤別人的讀操作，而且重點就是，這個線程在寫的這個數(shù)據(jù)不是原數(shù)據(jù)而是拷貝的原數(shù)據(jù)，也就是把原數(shù)據(jù)拷貝一份拿來進行寫操作，而原數(shù)據(jù)還在供其他線程讀！此時，讀寫就分離開來了，一旦這個線程的寫操作完成，那此時這個數(shù)據(jù)就是最新的數(shù)據(jù)，這時就會把原來的那個原數(shù)據(jù)給干掉，只保留寫之后的這個數(shù)據(jù)！這就是寫時復(fù)制，就是CopyOnWriteArrayList神秘面紗之后的真相！源代碼
明白了簡單的原理之后，我們看看源代碼！首先看下其底層數(shù)據(jù)類型：看到?jīng)]，依舊是一個Object數(shù)組，但是容量為0！接下里去看add的方法：
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
當(dāng)你增加一個元素的時候，底層數(shù)據(jù)就擴容1來容納你增加的這個元素，然后會得到新的數(shù)組并覆蓋掉原來的數(shù)組！小總結(jié)
OK，以上就是寫時復(fù)制CopyOnWriteArrayList的一個介紹，下面進行簡單的小總結(jié)，所謂的CopyOnWriteArrayList我們一般叫它為寫時復(fù)制的容器，既然是容器那就是裝載數(shù)據(jù)的，通過后面的ArrayList我們也不應(yīng)該覺得很陌生，這家伙就是對我們熟知的ArrayList進行增強！當(dāng)你往CopyOnWriteArrayList中去添加容器的時候，不是立馬就往其底層數(shù)組中去添加，而是先把底層的數(shù)組復(fù)制一份，往復(fù)制的這份里面去添加，添加完成之后就把原有的數(shù)組給覆蓋掉，這樣一來，就可以實現(xiàn)單個寫，多個讀，在進行數(shù)據(jù)添加的時候因為是對原數(shù)組的拷貝的數(shù)組進行寫操作，這個是加鎖的，但是對原數(shù)組的讀是不加鎖的，可以實現(xiàn)并發(fā)的讀，這樣，性能效率就都有了！
