[MySQL] CopyOnWriteArrayList源码阅读笔记

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• 实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable等接口。
  
• 实现了List，提供了基础的添加、删除、遍历等操作。
  
• 实现了RandomAccess，提供了随机访问的能力。
  
• 实现了Cloneable，可以被克隆。
  
• 实现了Serializable，可以被序列化。
  
  
  
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//可重入锁，保证线程安全
  final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
  //存放数据元素的数组，只能通过get/set方法访问
  private transient volatile Object[] array;
  final Object[] getArray() {
    return array;
  }
  final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
  }

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• lock：用于修改时加锁，使用transient修饰表示不自动序列化。
  
• array:被使用volatile修饰表示一个线程对这个字段的修改另外一个线程立即可见。
  
  
  
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• 无参构造方法：创建一个空数组
  

public CopyOnWriteArrayList() {
    setArray(new Object[0]);
 }

• 有参构造方法，参数为集合
  

public CopyOnWriteArrayList(Collection<? extends E> c) {
    Object[] elements;
     // 如果c也是CopyOnWriteArrayList类型
    // 那么直接把它的数组拿过来使用
    if (c.getClass() == CopyOnWriteArrayList.class)
      elements = ((CopyOnWriteArrayList<?>)c).getArray();
    else {
       //否则，先转换为数组
      elements = c.toArray();
      // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
       //  检查c.toArray()返回的是不是Object[]类型，如果不是，重新拷贝成Object[].class类型
      if (elements.getClass() != Object[].class)
        elements = Arrays.copyOf(elements, elements.length, Object[].class);
    }
    setArray(elements);
  }

• 有参构造方法，参数为数组
  

//把toCopyIn的元素拷贝给当前list的数组。
  public CopyOnWriteArrayList(E[] toCopyIn) {
    setArray(Arrays.copyOf(toCopyIn, toCopyIn.length, Object[].class));
  }

public boolean add(E e) {
    //获取锁
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    //加锁
    lock.lock();
    try {
       //旧数组
      Object[] elements = getArray();
      //获取旧数组长度
      int len = elements.length;
      //拷贝旧数组的值到新数组
      Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
      //将插入的元素放到最后
      newElements[len] = e;
      //存放元素数组置为新数组 
      setArray(newElements);
      return true;
    } finally {
      //释放锁
      lock.unlock();
    }
  }

public void add(int index, E element) {
    //获取锁
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    //加锁
    lock.lock();
    try {
       //旧数组
      Object[] elements = getArray();
      int len = elements.length;
      //判断下标是否越界
      if (index > len || index < 0)
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                          ", Size: "+len);
      //新数组                    
      Object[] newElements;
      int numMoved = len - index;
      if (numMoved == 0)
      // 如果插入的位置是最后一位
      // 那么拷贝一个n+1的数组, 其前n个元素与旧数组一致
        newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
      else {
        // 如果插入的位置不是最后一位
         // 那么新建一个n+1的数组
        newElements = new Object[len + 1];
        //拷贝旧数组[0,……index-1]下标的元素
        System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
        //拷贝旧数组的其余元素到新数组[index+1，……length+1]，刚好空出了index下标位置
        System.arraycopy(elements, index, newElements, index + 1,
                 numMoved);
      }
      //将插入的元素放到index下标位置
      newElements[index] = element;
      //给array赋值
      setArray(newElements);
    } finally {
       //释放锁
      lock.unlock();
    }
  }

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• 在上面添加元素的操作中，都进行了加锁的操作
  
• 拷贝一个新数组，长度等于原数组长度加1，并把原数组元素拷贝到新数组中
  
• 把新数组赋值给当前对象的array属性，覆盖原数组
  
  
  
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public E remove(int index) {
    //获取锁
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    //加锁 
    lock.lock();
    try {
       //旧数组
      Object[] elements = getArray();
      int len = elements.length;
      E oldValue = get(elements, index);
      int numMoved = len - index - 1;
      if (numMoved == 0)
      // 如果移除的是最后一位
      // 那么直接拷贝一份n-1的新数组, 最后一位就自动删除了
        setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
      else {
        // 如果移除的不是最后一位
       // 那么新建一个n-1的新数组
        Object[] newElements = new Object[len - 1];
        // 将前index个元素拷贝到新数组中
        System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
        // 将index后面(不包含)的元素往前挪一位
         // 这样正好把index位置覆盖掉了, 相当于删除了
        System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
                 numMoved);
        setArray(newElements);
      }
      return oldValue;
    } finally {
      //释放锁
      lock.unlock();
    }
  }

public E get(int index) {
    return get(getArray(), index);
  }
  final Object[] getArray() {
    return array;
  }
  private E get(Object[] a, int index) {
    return (E) a[index];
  }

public int size() {
     //返回数组长度
    return getArray().length;
  }

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• CopyOnWriteArrayList使用ReentrantLock重入锁加锁，保证线程安全；
  
• CopyOnWriteArrayList的写操作都要先拷贝一份新数组，在新数组中做修改，修改完了再用新数组替换老数组，所以空间复杂度是O(n)，性能相对低下；
  
• CopyOnWriteArrayList的读操作支持随机访问，时间复杂度为O(1)；
  
• CopyOnWriteArrayList采用读写分离的思想，读操作不加锁，写操作加锁，且写操作占用较大内存空间，所以适用于读多写少的场合；
  
• CopyOnWriteArrayList只保证最终一致性，不保证实时一致性；
  
  
  
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