理論

其基本思路是，從一開(kāi)始大家都在共享同一個(gè)內(nèi)容，當(dāng)某個(gè)人想要修改這個(gè)內(nèi)容的時(shí)候，才會(huì)真正把內(nèi)容Copy出去形成一個(gè)新的內(nèi)容然后再改，這是一種延時(shí)懶惰策略。
JDK1.5引入到并發(fā)包 java.util.concurrent， 包括CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。
寫(xiě)時(shí)復(fù)制

概念

通俗的理解是當(dāng)我們往一個(gè)容器添加元素的時(shí)候，不直接往當(dāng)前容器添加，而是先將當(dāng)前容器進(jìn)行Copy，復(fù)制出一個(gè)新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再將原容器的引用指向新的容器。
這樣做的好處是我們可以對(duì)CopyOnWrite容器進(jìn)行并發(fā)的讀，而不需要加鎖，因?yàn)楫?dāng)前容器不會(huì)添加任何元素。
所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫(xiě)分離的思想，讀和寫(xiě)不同的容器。

實(shí)現(xiàn)

// copy from CopyOnWriteArrayList from java rt.jar
/**
 * Appends the specified element to the end of this list.
 *
 * @param e element to be appended to this list
 * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 */
public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

由上面的源碼可以發(fā)現(xiàn)，在修改元素的時(shí)候是需要加鎖的，否則多線程寫(xiě)的時(shí)候會(huì)Copy出N個(gè)副本出來(lái)。

讀的時(shí)候不需要加鎖，如果讀的時(shí)候有多個(gè)線程正在向CopyOnWriteArrayList添加數(shù)據(jù)，讀還是會(huì)讀到舊的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?xiě)的時(shí)候不會(huì)鎖住舊的CopyOnWriteArrayList。

自己實(shí)現(xiàn)CopyOnWriteMap容器

public class CopyOnWriteMap<K, V> implements Map<K, V>, Cloneable {
    private volatile Map<K, V> internalMap;
 
    public CopyOnWriteMap() {
        internalMap = new HashMap<K, V>();
    }
 
    public V put(K key, V value) {
 
        synchronized (this) {
            Map<K, V> newMap = new HashMap<K, V>(internalMap);
            V val = newMap.put(key, value);
            internalMap = newMap;
            return val;
        }
    }
 
    public V get(Object key) {
        return internalMap.get(key);
    }
 
    public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> newData) {
        synchronized (this) {
            Map<K, V> newMap = new HashMap<K, V>(internalMap);
            newMap.putAll(newData);
            internalMap = newMap;
        }
    }
}

使用場(chǎng)景

CopyOnWrite并發(fā)容器用于讀多寫(xiě)少的并發(fā)場(chǎng)景。比如白名單，黑名單，商品類(lèi)目的訪問(wèn)和更新場(chǎng)景。

使用CopyOnWriteMap需要注意兩件事情：

• 減少擴(kuò)容開(kāi)銷(xiāo)。根據(jù)實(shí)際需要，初始化CopyOnWriteMap的大小，避免寫(xiě)時(shí)CopyOnWriteMap擴(kuò)容的開(kāi)銷(xiāo)。
• 使用批量添加。因?yàn)槊看翁砑樱萜髅看味紩?huì)進(jìn)行復(fù)制，所以減少添加次數(shù)，可以減少容器的復(fù)制次數(shù)。

缺陷

內(nèi)存占用問(wèn)題和數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題

• 內(nèi)存占用問(wèn)題。 在進(jìn)行寫(xiě)操作的時(shí)候，內(nèi)存里會(huì)同時(shí)駐扎兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存
• 數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。CopyOnWrite容器只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性，不能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性。所以如果你希望寫(xiě)入的的數(shù)據(jù)，馬上能讀到，請(qǐng)不要使用CopyOnWrite容器。