java - CopyOnWriteArrayList 和 synchronizedList 的区别

Question

根据我的理解，并发集合类优于同步集合，因为并发集合类不会锁定整个集合对象。相反，它们锁定了集合对象的一小部分。

但是当我检查 CopyOnWriteArrayList 的 add 方法时，我们正在获取对完整集合对象的锁定。那为什么 CopyOnWriteArrayList 比 Collections.synchronizedList 返回的列表更好呢？我在 CopyOnWriteArrayList 的 add 方法中看到的唯一区别是每次调用 add 方法时我们都在创建该数组的副本。

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

Answer 1

As per my understanding concurrent collection classes preferred over synchronized collection because concurrent collection classes don't take lock on complete collection object. Instead it takes lock on small segment of collection object.

这对一些集合是正确的，但不是全部。 Collections.synchronizedMap 返回的 map 围绕每个操作锁定整个 map ，而 ConcurrentHashMap为某些操作只锁定一个哈希桶，或者它可能对其他操作使用非阻塞算法。

对于其他集合，使用的算法和权衡是不同的。 Collections.synchronizedList 返回的列表尤其如此与 CopyOnWriteArrayList 相比.正如您所指出的，synchronizedList 和 CopyOnWriteArrayList 在写入操作期间锁定整个数组。那么为什么不同呢？

如果您查看其他操作，例如遍历集合中的每个元素，就会出现差异。 Collections.synchronizedList 的文档说，

It is imperative that the user manually synchronize on the returned list when iterating over it:

    List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
    ...
    synchronized (list) {
        Iterator i = list.iterator(); // Must be in synchronized block
        while (i.hasNext())
            foo(i.next());
    }

Failure to follow this advice may result in non-deterministic behavior.

换句话说，迭代 synchronizedList 是不线程安全的，除非您手动锁定。请注意，使用此技术时，此列表上其他线程的所有操作(包括迭代、获取、设置、添加和删除)都将被阻止。一次只有一个线程可以对该集合执行任何操作。

相比之下，CopyOnWriteArrayList 的文档说，

The "snapshot" style iterator method uses a reference to the state of the array at the point that the iterator was created. This array never changes during the lifetime of the iterator, so interference is impossible and the iterator is guaranteed not to throw ConcurrentModificationException. The iterator will not reflect additions, removals, or changes to the list since the iterator was created.

此列表上其他线程的操作可以并发进行，但迭代不受任何其他线程所做更改的影响。因此，即使写操作锁定了整个列表，CopyOnWriteArrayList 仍然可以提供比普通 synchronizedList 更高的吞吐量。 (前提是读和遍历占写的比例很高。)