在Java中使用CopyOnWriteArrayList

Question

我現在在學習java.util.concurrent。我想了解CopyOnWriteArrayList。

據我所知，這個類看起來像ArrayList，但線程安全。如果你有很多閱讀和較少的寫作，這個類是非常有用的。

這是我的例子。我如何使用它（僅用於學習目的）？

我可以這樣使用它嗎？

package Concurrency; 

import java.util.concurrent.*; 

class Entry { 
    private static int count; 
    private final int index = count++; 
    public String toString() { 
     return String.format(
        "index:%-3d thread:%-3d", 
        index, 
        Thread.currentThread().getId()); 
    } 

} 

class Reader implements Runnable { 
    private CopyOnWriteArrayList<Entry> list; 
    Reader(CopyOnWriteArrayList<Entry> list) { this.list = list; } 
    public void run() { 
      try { 
       while(true) { 
        if(!list.isEmpty()) 
         System.out.println("-out " + list.remove(0)); 
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100); 
       } 
      } catch (InterruptedException e) { 
       return; 
      } 
    } 
} 


class Writer implements Runnable { 
    private CopyOnWriteArrayList<Entry> list; 
    Writer(CopyOnWriteArrayList<Entry> list) { this.list = list; } 
    public void run() { 
     try { 
      while(true) { 
       Entry tmp = new Entry(); 
       System.out.println("+in " + tmp); 
       list.add(tmp); 
       TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10); 
      } 
     } catch (InterruptedException e) { 
      return; 
     } 
    } 
} 

public class FourtyOne { 
    static final int nThreads = 7; 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
     CopyOnWriteArrayList<Entry> list = new CopyOnWriteArrayList<>(); 
     ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(nThreads); 
     exec.submit(new Writer(list)); 
     for(int i = 0; i < nThreads; i++) 
      exec.submit(new Reader(list)); 
     TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 
     exec.shutdownNow(); 
    } 

} 

Answer 1

請注意在你的例子中，你的一個作者是以給定閱讀器的速度的10倍寫作，導致大量的複製。另請注意，您的閱讀器也在列表中執行寫操作（remove()）。

在這種情況下，您以驚人的速度寫入列表，導致嚴重的性能問題，因爲每次更新此列表時都會使用大量內存。

CopyOnWriteArrayList僅用於當同步開銷是問題並且讀取與結構修改的比率很高時。總陣列副本的成本按一個或多個讀者同時訪問列表時看到的性能收益攤銷。這與傳統的同步列表形成了鮮明對比，其中每個訪問（讀或寫）都受某個互斥體控制，因此只有一個線程可以同時對該列表執行一些操作。

如果需要一個簡單的線程安全列表，請考慮由Collections.synchronizedList()提供的同步列表。

另外請注意：

if(!list.isEmpty()){ 
    System.out.println("-out " + list.remove(0)); 
} 

是不是有效的方案，因爲沒有保證該列表將不會的 if語句評估後是空的。爲了保證一致的效果，您需要直接檢查返回值list.remove()或將整個段封裝在​​塊中（這違背了使用線程安全結構的目的）。

的remove()呼叫，作爲一個結構修改呼叫也應更換等get()一個方法，以確保正在做沒有結構上的修改，而數據正被讀出。

總之，我相信CopyOnWriteArrayList只需要以非常特定的方式使用，並且只有當傳統的同步變得無法接受時纔會變得緩慢。雖然你的例子可以在你自己的計算機上正常工作，但擴展訪問的規模會更大，你會導致gc做太多的工作來維持堆空間。