前言

Copy-On-Write简称COW，是一种用于程序设计中的优化策略。其基本思想是：我们向一个容器中添加元素时，不直接向当时的容器中添加，而是先将当前的容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后向新的容器中添加元素，添加完成后，再将原容器的引用指向新的容器。这是一种延时懒惰的策略。从JDK1.5开始，Java并发包中提供了两个使用COW机制实现的并发容器：CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet！

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗理解就是：当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行copy，复制出一个新的容器，然后往新的容器里添加元素，添加完元素后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是：我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

CopyOnWriteArrayList的实现原理

在使用CopyOnWriteArrayList之前，我们先看一下其源码了解是如何实现的。下面是想ArrayList中添加元素，可以看到在添加元素的时候是需要加锁的，否则多线程写的时候会Copy出多个副本。

public boolean add(T e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        // 复制出新数组
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        // 把新元素添加到新数组里
        newElements[len] = e;
        // 把原数组引用指向新数组
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

final void setArray(Object[] a) {
    array = a;
}

读的时候不需要加锁，如果读的时候有多个线程在向ArrayList中添加元素，读还是会读到旧的数据，因为写的时候不会锁住旧的ArrayList。

public E get(int index) {
    return get(getArray(), index);
}

CopyOnWrite的应用场景及缺点

CopyOnWrite并发容器用于读多写少的并发场景，比如：黑名单、白名单、商品类目的访问个更新场景。

CopyOnWrite容器有很多优点，但同时也存在两个问题，即内存占用问题和数据一致性问题。在生产开发中需要注意。

• 内存占用：因为CopyOnWrite的写时复制机制，所以在进行写操作时，内存会同时驻扎两个对象的内存，旧的对象和新写入的对象【这里注意：在复制的时候只是复制容器中的引用，只是在写的时候会创建新对象添加到新容器中，而旧容器的对象还在使用，所以有两份对象内存】。如果这些对象占用的内存比较大，就可能造成频繁的Yong GC和Full GC。针对内存占用问题，可以通过压缩容器中的元素来减少对象的内存消耗，或者使用其他的并发容器，比如：ConcurrentHashMap。
• 数据一致性：CopyOnWrite容器只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性。所以如果希望写入的数据，马上能被读取到，请不要使用CopyOnWrite容器。