Java多线程进阶（二八）—— J.U.C之collections框架：CopyOnWriteArraySet

一、CopyOnWriteArraySet简介

CopyOnWriteArraySet，是另一类适合并发环境的SET工具类，也是在JDK1.5时，随着J.U.C包一起引入的。
我们之前已经介绍过了ConcurrentSkipListSet，ConcurrentSkipListSet底层基于Skip List（跳表）实现，其操作平均时间复杂度均为O(logn)。

CopyOnWriteArraySet，从名字上可以看出，也是基于“ 写时复制 ”的思想。事实上，CopyOnWriteArraySet内部引用了一个CopyOnWriteArrayList对象，以“组合”方式，委托CopyOnWriteArrayList对象实现了所有API功能。

    public class CopyOnWriteArraySet<E> extends AbstractSet<E>
        implements java.io.Serializable {
    
        private final CopyOnWriteArrayList<E> al;
    
        /**
         * Creates an empty set.
         */
        public CopyOnWriteArraySet() {
            al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
        }
    
        public CopyOnWriteArraySet(Collection<? extends E> c) {
            if (c.getClass() == CopyOnWriteArraySet.class) {
                CopyOnWriteArraySet<E> cc = (CopyOnWriteArraySet<E>) c;
                al = new CopyOnWriteArrayList<E>(cc.al);
            } else {
                al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
                al.addAllAbsent(c);
            }
        }
        // ...
    }

二、CopyOnWriteArraySet原理

我们来看下CopyOnWriteArraySet是如何实现API接口的功能的：

    public int size() {
        return al.size();
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return al.isEmpty();
    }
    
    public boolean contains(Object o) {
        return al.contains(o);
    }
    
    public Object[] toArray() {
        return al.toArray();
    }
    
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        return al.toArray(a);
    }
    
    public void clear() {
        al.clear();
    }
    
    public boolean remove(Object o) {
        return al.remove(o);
    }
    
    public boolean add(E e) {
        return al.addIfAbsent(e);
    }
    
    public boolean containsAll(Collection<?> c) {
        return al.containsAll(c);
    }
    
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return al.addAllAbsent(c) > 0;
    }
    
    public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        return al.removeAll(c);
    }
    
    public boolean retainAll(Collection<?> c) {
        return al.retainAll(c);
    }
    
    public Iterator<E> iterator() {
        return al.iterator();
    }
    
    
    public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
        return al.removeIf(filter);
    }
    
    public void forEach(Consumer<? super E> action) {
        al.forEach(action);
    }

可以看到，上述所有的方法都是通过委托实现的，唯一的区别就是CopyOnWriteArraySet不允许含有重复元素，所以添加元素（add方法）时，内部调用了CopyOnWriteArrayList的addAllAbsent方法。

三、总结

既然 CopyOnWriteArraySet 也是基于“写时复制”的思想，那么它的特性也和 CopyOnWriteArrayList 是类似的，归结起来，有以下几点：

适合“读多写少”且数据量不大的场景。
线程安全
内存的使用较多
迭代是对快照进行的，不会抛出ConcurrentModificationException，且迭代过程中不支持修改操作。

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