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在Java中如何使用CopyOnWriteArrayList实现安全List_Java线程安全集合说明

P粉602998670

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发布时间:2026-01-16 12:07:03

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来源于php中文网

原创

CopyOnWriteArrayList适合读多写少场景,如监听器列表、配置缓存、广播队列;写操作频繁时性能骤降,因每次写需全量复制数组;迭代时修改不抛ConcurrentModificationException,但Iterator.remove()无效。

在java中如何使用copyonwritearraylist实现安全list_java线程安全集合说明

CopyOnWriteArrayList 适合哪些场景

它只适合读多写少的并发场景,比如监听器列表、配置项缓存、广播通知队列。一旦写操作(addremoveset)变频繁,性能会急剧下降——每次写都触发数组全量复制,时间复杂度是 O(n),内存开销也明显增大。

常见误用:拿它当普通 ArrayList 替代品,在循环中反复 addremove;或者在高吞吐实时计算任务里存储中间结果。

迭代时修改不会抛 ConcurrentModificationException

这是它最直观的优势:迭代过程完全不依赖锁,底层用的是创建快照时的数组副本,所以即使其他线程正在写,当前迭代器仍能安全遍历旧数据。

CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");

// 迭代中另一个线程调用 list.remove("a") 不会影响本次遍历
for (String s : list) {
    System.out.println(s); // 输出 a, b —— 即使中途被删,也不报错也不漏
}

注意:Iteratorremove() 方法是空实现,调用无效;想删元素只能用 list.remove(...),且该操作不影响当前迭代器。

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不能替代 synchronized(List) 或 Collections.synchronizedList

它和加锁方案解决的是不同问题:

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  • Collections.synchronizedList 保证所有操作串行执行,读写都阻塞,适合写稍多、需要强一致性(如计数器+校验)的场景
  • CopyOnWriteArrayList 放弃写实时性,换得读零阻塞,适合“读绝对不能卡住”的服务端响应逻辑

典型陷阱:用 CopyOnWriteArrayList 实现“先查后改”逻辑,比如 if (!list.contains(x)) list.add(x) —— 这不是原子操作,两个线程可能同时通过 contains 判断再重复添加。

构造与初始化的几个细节

它没有带初始容量的公有构造函数,只有 CopyOnWriteArrayList()CopyOnWriteArrayList(Collection) 两种方式:

  • 传入 Collection 时,内部会调用 toArray() 复制一次,如果原集合很大,这步本身就有开销
  • 不能像 ArrayList 那样预留空间,扩容成本固定为复制全部元素
  • 不支持 null 元素(add(null) 会抛 NullPointerException

如果你需要预填充大量只读数据,建议直接用 Arrays.asList(...) + Collections.unmodifiableList,比 CopyOnWriteArrayList 更轻量。

真正难处理的,是那些既要动态增删、又要求迭代绝对安全、还不能接受写延迟的边界情况——这时候往往得换思路,比如用 ConcurrentHashMap 模拟 set 语义,或拆分读写路径加版本号控制。

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