Java高并发程序设计笔记（六）之CopyOnWriteArrayList与BlockingQuene

高效读取：CopyOnWriteArrayList

JDK提供了CopyOnWriteArrayList,对于它来说读取是完全不用加锁的，写入也不会阻塞读取操作，只有写入和写入之间需要同步等待。这样一来度的性能就会大幅度提升。

CopyOnWrite就是在写入操作时，进行一次自我复制，换句话说。当这个List需要修改时，并不修改原有内容（这对于保证当前读线程的数据一致性非常重要），而是对原有数据进行一次复制，将修改的内容保存到副本中去。写完之后再将修改完的副本替换原来的数据。这样就可以保证读操作不受影响了。

下面代码展示了有关读取的实现

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

读代码没有任何同步控制和锁控制，因为内部array不会发生修改，只会被另一个Array替换，因此可以保证数据安全。

写操作代码如下

public boolean add　E{ final ReentrantLock lock=this.lock; lock.lock; try{ Object[] elements=getArray(); int len=elements.length; Object[] newElements=Array.copyOf(elements,lenth+1); newElements[len]=e; setArray(newElements); return true; } finanlly{ lock.unlock(); } }

写入操作使用锁，这个锁仅用于控制写写的情况。修改完成后，读线程可以立即察觉到这个修改,因为array变量是volatile类型。

数据共享通道：BlockingQuene

Blocking是阻塞的意思，当服务线程处理完队列中的所有消息之后，他如何知道下一条消息的到来的呢？它会让服务线程在队列为空时，进行等待，当有新消息进入队列时，自动将线程唤醒，以ArraBlockingQuene为例，内部元素都放置在一个对象数组中：

final Object[] items;

put( ) take( )方法是Blocking的关键 put( )方法是将元素压入队列末尾，如果队列满了他会一直等待，直到队列中有空闲位置。 take( )方法是弹出元素，而队列为空时，take( )方法会等待，直到队列内有可用元素。

为了做好等待和通知两件事，在BlockingQuene内部定义了以下字段：

final ReentrantLock lock ; private final Condition notEmpty; private final COndition notFull;

当执行take( )操作时，如果队列为空，则让线程等待在notEmpty上

public E take() throws InterruptException{ final ReentrantLock lock=this.lock(); lock.lockInterruptibly(); try{ while(count==0) { notEmpty.await(); } return extract(); }finally{ lock.unlock(); } }

当队列中有新元素时，线程会得到一个通知，下面是元素入队时的一段代码

private void insert(E x){ items[putIndex]=x; putIndex=inc(putIndex); ++count; notEmpty.signal(); }

同理，对于put( )操作也是一样的，当队列满时，需要让压入线程等待

public void put(E e) throws InterruptException{ checkNotNull(e); final ReentrantLock lock=this.lock(); lock.lockInterruptibly(); try{ while(count==items.length) { notFull.await(); } insert(e); finally{ lock.unlock(); } } }

当元素从队列中被挪走，队列中出现空位时，也需要等待入队的线程

private E extract(){ final Object[] items=this.items; E x=this.<E>cast(items[takeIndex]); items[takeIndex]=null; takeIndex=inc(takeIndex); --count; notFull.signal(); return x; }