CopyOnWriteArrayList原理#

核心原理：

• 读：无锁，直接读取内部 Object[] array（volatile 保证可见性）
• 写：加 ReentrantLock → 复制底层数组 → 修改副本 → 替换原数组 → 释放锁

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] old = getArray();
        Object[] newArr = Arrays.copyOf(old, old.length + 1);
        newArr[old.length] = e;
        setArray(newArr);  // volatile 写
        return true;
    } finally { lock.unlock(); }
}

优缺点：

• ✅ 读无锁，并发读性能极高
• ✅ 迭代器不会抛 ConcurrentModificationException
• ❌ 写操作慢（复制整个数组）
• ❌ 内存占用（写时两份数组）
• ❌ 数据弱一致性（读到旧数据）

适用场景： 事件监听器列表、配置项缓存（读远多于写）

CopyOnWriteArrayList 是 JUC 提供的线程安全 List，核心思想是写时复制：读操作直接读取内部的 volatile 数组引用，完全无锁无开销；写操作先加 ReentrantLock，然后复制一份新数组，在新数组上做修改，最后通过 volatile 写替换原数组引用，释放锁。这样读线程始终读的是修改前的快照，不会受写操作影响，也不会抛出 ConcurrentModificationException。代价是写操作需要复制整个数组，时间复杂度 O(n)，而且写入期间内存中同时存在新旧两份数组。另一个特点是弱一致性：读线程可能读到旧数据，因为读的是写入前的数组快照。所以 CopyOnWriteArrayList 只适合读多写极少的场景，比如事件监听器列表、配置项缓存、黑白名单等。如果写操作频繁应该用 Collections.synchronizedList 或者 ConcurrentLinkedQueue 等其他并发容器。

追问方向：

• “写时复制的内存开销大吗？”→ 每次写操作复制整个数组，写入期间新旧两份数组同时存在，数组越大内存开销越大，所以只适合小数据量且写操作极少的场景
• “迭代器是强一致还是弱一致？”→ 弱一致性，迭代器持有的是创建时的数组快照，遍历期间其他线程的写入不可见，不会抛 ConcurrentModificationException
• “什么场景适合用？”→ 读多写极少的场景，如事件监听器列表、配置项缓存、黑白名单；写频繁应使用 Collections.synchronizedList 或 ConcurrentLinkedQueue

易错点：

• ❌ 写也是 O(1)——每次写复制整个数组 O(n)
• ❌ 在写多场景使用——性能极差