JUC集合篇 - CopyOnWriteArraySet

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CopyOnWriteArraySet介绍

它是线程安全的无序的集合，可以将它理解成线程安全的HashSet。

这里值得一提的是，CopyOnWriteArraySet和HashSet虽然都继承于共同的父类AbstractSet；但是，HashSet是通过“散列表 (HashMap)”实现的，而CopyOnWriteArraySet则是通过“动态数组CopyOnWriteArrayList”实现的，并不是散列表。

和CopyOnWriteArrayList类似，CopyOnWriteArraySet具有以下特性：

• 它最适合于具有以下特征的应用程序：Set 大小通常保持很小，只读操作远多于可变操作，需要在遍历期间防止线程间的冲突。
• 它是线程安全的。
• 因为通常需要复制整个基础数组，所以可变操作（add()、set() 和 remove() 等等）的开销很大。
• 迭代器支持hasNext(), next()等不可变操作，但不支持可变 remove()等 操作。
• 使用迭代器进行遍历的速度很快，并且不会与其他线程发生冲突。在构造迭代器时，迭代器依赖于不变的数组快照。

官方原文如下：

A Set that uses an internal CopyOnWriteArrayList for all of its operations. Thus, it shares the same basic properties:

• It is best suited for applications in which set sizes generally stay small, read-only operations vastly outnumber mutative operations, and you need to prevent interference among threads during traversal.
• It is thread-safe.
• Mutative operations (add, set, remove, etc.) are expensive since they usually entail copying the entire underlying array.
• Iterators do not support the mutative remove operation.
• Traversal via iterators is fast and cannot encounter interference from other threads. Iterators rely on unchanging snapshots of the array at the time the iterators were constructed.

CopyOnWriteArraySet原理和数据结构

CopyOnWriteArraySet的数据结构，如下图所示：

说明：

• CopyOnWriteArraySet继承于AbstractSet，这就意味着它是一个集合。
• CopyOnWriteArraySet包含CopyOnWriteArrayList对象，它是通过CopyOnWriteArrayList 实现的。而CopyOnWriteArrayList 本质是个动态数组队列，

所以CopyOnWriteArraySet相当于通过通过动态数组实现的“集合”！ CopyOnWriteArrayList中允许有重复的元素；但是，CopyOnWriteArraySet是一个集合，所以它不能有重复集合。因此，CopyOnWriteArrayList额外提供了addIfAbsent()和addAllAbsent()这两个添加元素的API，通过这些API来添加元素时，只有当元素不存在时才执行添加操作！

至于CopyOnWriteArraySet的“线程安全”机制，和CopyOnWriteArrayList一样，是通过volatile和互斥锁来实现的。这个在前一章节介绍CopyOnWriteArrayList时数据结构时，已经进行了说明，这里就不再重复叙述了。