CopyOnWriteArrayList是java1.5版本提供的一个线程安全的ArrayList变体。
在讲解5.1.1ArrayList的时候，有说明ArrayList的fail-fast特性，它是指在遍历过程中，如果ArrayList内容发生过修改，会抛出ConcurrentModificationException。
在多线程环境下，这种情况变得尤为突出，参见测试代码（代码基于java8）：
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 100; i++) { // 启动一个写ArrayList的线程 executorService.execute(() -> { list.add(1); }); // 启动一个读ArrayList的线程 executorService.execute(() -> { for (Integer v : list) { System.out.println(v); } }); }
设想下面两种处理方式：
1、不使用迭代器形式转而使用下标来遍历，这就带来了一个问题，读写没有分离，写操作会影响到读的准确性，甚至导致IndexOutOfBoundsException，比如下面的例子：
上述例子在多线程执行过程中，list.remove(0)会减少list的size，而读操作使用的是首次遍历的size，必然会出现严重的运行时异常，所以，遍历下标的方法不可取。
executorService.execute(() -> { list.remove(0); }); executorService.execute(() -> { for (int x = 0, len = list.size(); x < len; x++) { System.out.println(list.get(x)); } });
2、不直接遍历list，而是把list拷贝一份数组，再行遍历，比如把读过程修改成下面这样：
executorService.execute(() -> { for (Integer v : list.toArray(new Integer[0])) { System.out.println(v); } });
此方法在CopyOnWriteArrayList出现之前较为常见，其本质是把list内容拷贝到了一个新的数组中，CopyOnWriteArrayList也是采取的类似的手段，区别在于，这个例子使用的是CopyOnRead方式，也就是读时拷贝。
下面来介绍下CopyOnWriteArrayList的写时拷贝的实现方式。
1.1.1.1.1 写时拷贝
写时拷贝，自然是在做写操作时，把原始数据拷贝到一个新的数组，涉及到写操作的是三个方法add，remove和set，以add方法为例：
public boolean add(E e) { //加锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //拷贝数据 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); newElements[len] = e; setArray(newElements); return true; } finally { //解锁 lock.unlock(); } }
可以注意到，在每一次add操作里，数组都被copy了一份副本，这就是写时拷贝的原理。
那么，写时拷贝和读时拷贝各有什么优势呢？
如果一个list的遍历操作比写入操作频繁，应该使用CopyOnWriteArrayList，反之，则考虑使用读时拷贝的方式。
