Java线程安全用法：CopyOnWriteArrayList详解

哈喽！今天心血来潮给大家带来了《Java中如何使用CopyOnWriteArrayList实现线程安全》，想必大家应该对文章都不陌生吧，那么阅读本文就都不会很困难，以下内容主要涉及到，若是你正在学习文章，千万别错过这篇文章~希望能帮助到你！

CopyOnWriteArrayList通过写时复制实现线程安全，读操作无锁高效，适用于读多写少场景，如监听器列表；每次写操作复制整个数组，性能开销大，迭代器提供弱一致性视图，不支持删除操作，适合高并发读取但不适合频繁写入或需强一致性的场景。

在多线程环境下，对集合的并发修改容易引发异常或数据不一致问题。Java 提供了 CopyOnWriteArrayList 来解决这一问题，它是一种线程安全的 List 实现，特别适用于读多写少的场景。

什么是 CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList 是 java.util.concurrent 包下的一个线程安全的可变列表。它的核心机制是“写时复制”（Copy-on-Write）：每当有写操作（如 add、set、remove）发生时，它不会直接修改原数组，而是先复制一份新的数组，在新数组上完成修改，然后将内部引用指向新数组。这个过程保证了读操作不需要加锁，始终读取的是完整的快照数据。

这种设计使得读操作非常高效，适合高并发读取的场景，但写操作由于涉及数组复制，开销较大，不适合频繁写入的环境。

如何使用 CopyOnWriteArrayList 进行线程安全操作

使用 CopyOnWriteArrayList 与使用普通 ArrayList 非常相似，只是它自动保证了线程安全，无需额外同步控制。

1. 创建实例

可以直接通过无参构造函数创建：

也可以从已有集合初始化：

2. 添加元素

调用 add 方法添加元素，线程安全：

每次 add 都会触发一次数组复制，所以多个线程同时 add 不会互相干扰。

3. 删除元素

remove 操作也是线程安全的：

同样会复制底层数组，更新后再替换引用。

4. 遍历元素

遍历时不会抛出 ConcurrentModificationException，因为迭代器基于创建时的快照：

注意：迭代器无法支持 remove 操作（会抛出 UnsupportedOperationException），因为它不能修改快照。

适用场景与注意事项

CopyOnWriteArrayList 并非万能，需结合实际场景使用。

• 适合读多写少的场景：例如监听器列表、配置缓存等，读取远多于修改。
• 写操作性能较低：每次写都要复制整个数组，数据量大时影响明显。
• 弱一致性迭代器：迭代过程中看不到新增或删除的元素，只反映开始遍历时的状态。
• 内存占用较高：存在新旧两个数组短暂共存的情况，GC 压力略大。
• 不适用于需要实时一致性的场景：比如要求遍历时立即看到最新变更的业务逻辑。

与其他线程安全 List 的对比

对比 Vector 和 Collections.synchronizedList，CopyOnWriteArrayList 的优势在于：

• 读操作完全无锁，性能更高。
• 迭代时不抛出并发修改异常。

而 synchronizedList 虽然写操作较快，但读写都需要获取锁，竞争激烈时性能下降明显。

基本上就这些。在合适的场景下使用 CopyOnWriteArrayList，可以有效提升并发程序的稳定性和读取性能。关键是理解它的“写时复制”机制和弱一致性特点，避免误用导致预期外行为。

理论要掌握，实操不能落！以上关于《Java线程安全用法：CopyOnWriteArrayList详解》的详细介绍，大家都掌握了吧！如果想要继续提升自己的能力，那么就来关注golang学习网公众号吧！