Java写时复制数组列表详解（CopyOnWriteArrayList并发安全集合入门教程）

什么是 CopyOnWriteArrayList？

CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的一个线程安全的动态数组。它的核心思想是“写时复制”（Copy-On-Write），即在对列表进行修改操作（如添加、删除元素）时，并不会直接修改原数组，而是先复制一份新数组，在新数组上完成修改，然后将引用指向新数组。

这种机制保证了读操作（如遍历、获取元素）无需加锁，因此在读多写少的场景下性能非常优秀。

为什么需要 CopyOnWriteArrayList？

普通的 ArrayList 不是线程安全的。如果多个线程同时访问并修改它，可能会导致数据不一致或抛出异常。虽然我们可以用 Collections.synchronizedList() 包装它，但这样每次读写都要加锁，影响性能。

而 CopyOnWriteArrayList 通过“写时复制”策略，让读操作完全无锁，非常适合读多写少的并发场景，比如缓存监听器列表、事件订阅者列表等。

基本使用示例

下面是一个简单的 Java 示例，展示如何创建和使用 CopyOnWriteArrayList：

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class CopyOnWriteExample {    public static void main(String[] args) {        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();        // 添加元素        list.add("Apple");        list.add("Banana");        list.add("Cherry");        // 遍历（线程安全，无需同步）        for (String fruit : list) {            System.out.println(fruit);        }        // 删除元素        list.remove("Banana");        System.out.println("After removal: " + list);    }}

优缺点分析

优点：

• 读操作完全无锁，性能高；
• 迭代器不会抛出 ConcurrentModificationException；
• 适合读多写少的并发场景。

缺点：

• 写操作开销大（每次都要复制整个数组）；
• 内存占用较高（修改期间存在两个数组副本）；
• 写操作不能立即被其他线程看到（存在短暂的内存不一致）。

适用场景

根据其特性，CopyOnWriteArrayList 最适合以下场景：

• 监听器/观察者列表（很少变动，频繁遍历调用）；
• 配置项缓存（启动时加载，运行中极少修改）；
• 任何读远多于写的并发集合需求。

总结

CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发编程中一个非常实用的工具，它通过“写时复制”机制实现了高效的线程安全读操作。虽然写操作成本较高，但在读多写少的场景下，它能显著提升程序性能和稳定性。

希望这篇关于 Java写时复制 和 CopyOnWriteArrayList教程 的文章能帮助你理解这一重要的并发集合类。掌握它，你就能更自信地编写高性能的 Java并发编程 应用！

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