JavaCopyOnWriteArrayList并发机制详解

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CopyOnWriteArrayList通过写时复制实现线程安全，读操作不加锁、性能高，写操作加锁并复制数组导致开销大，迭代器弱一致且不抛ConcurrentModificationException，适用于读多写少场景如配置缓存，但不适合高频写入。

CopyOnWriteArrayList 是 Java 中 java.util.concurrent 包提供的一个线程安全的 List 实现，特别适用于读多写少的并发场景。它通过一种“写时复制”（Copy-On-Write）的机制来保证线程安全，具有以下几个关键特点：

1. 写操作加锁，读操作不加锁

在 CopyOnWriteArrayList 中，所有修改操作（如 add、set、remove）都会先获取独占锁（ReentrantLock），然后将当前底层数组复制一份，在新数组上完成修改，最后用新数组替换旧数组。

而读操作（如 get、iterator 遍历）不需要加锁，直接访问当前的数组引用。这极大提升了读操作的性能，因为多个线程可以同时进行读取。

2. 线程安全性由“不可变性”保障

由于每次写操作都创建新的数组副本，原数组对其他正在读的线程保持不变。读线程看到的是快照级别的数据——即开始读时那一刻的数组状态。

这种设计利用了“不可变对象天然线程安全”的特性，避免了读写冲突，也无需在读取时同步。

因此，迭代器不会抛出 ConcurrentModificationException，即使集合在遍历过程中被其他线程修改。

3. 弱一致性迭代器

CopyOnWriteArrayList 的迭代器是弱一致性的，意味着它不会反映迭代开始之后的修改。

也就是说：

• 迭代器基于创建时的数组快照
• 后续添加或删除元素，不会体现在当前迭代中
• 不会抛出异常，也不会漏掉已存在的元素

适合那些不需要实时一致性的读场景，比如事件监听器列表、观察者模式中的订阅列表等。

4. 写操作开销大，不适合高频写场景

每次写操作都要复制整个数组，时间复杂度为 O(n)，内存开销也较大，特别是在集合元素较多时。

频繁写入会导致：

• 大量临时数组对象，增加 GC 压力
• 锁竞争加剧，写操作串行化
• 数据延迟更新，不同线程可能短暂看到不同版本的数据

因此，它只推荐用于 读远多于写 的场景，比如配置信息缓存、监听器注册表等。

基本上就这些。CopyOnWriteArrayList 在读多写少的并发环境中表现优异，但要警惕其在高写负载下的性能问题。选择它时，关键是看是否能接受最终一致性以及写操作的成本。

今天带大家了解了的相关知识，希望对你有所帮助；关于文章的技术知识我们会一点点深入介绍，欢迎大家关注golang学习网公众号，一起学习编程~