关于Copy On Write Array List，你会安全使用么
摘要： JDK中提供了CopyOnWriteArrayList类，简称COW。为了将读取的性能发挥到极致，CopyOnWriteArrayList读取是完全不用加锁的，并且更厉害的是：写入也不会阻塞读取操作。
本文分享自华为云社区《 面试官：如何安全地使用List 》，作者：李哥技术。
今天我们来讨论一个JUC中的集合类CopyOnWriteArrayList。
为什么研究这个类
在很多应用场景中，对于集合的读操作的频率一定会远远大于写操作。由于读操作根本不会修改原有的数据，因此对于每次读取都进行加锁其实是一种资源浪费。我们应该允许多个线程同时访问List的内部数据，毕竟读取操作是线程安全的。
JDK中提供了CopyOnWriteArrayList类，简称COW。为了将读取的性能发挥到极致，CopyOnWriteArrayList读取是完全不用加锁的，并且更厉害的是：写入也不会阻塞读取操作。只有写入和写入之间需要进行同步等待。这样一来，读操作的性能就会大幅度提升。那它是怎么做的呢？来吧，让我们一起研究一下。
设计原理
CopyOnWriteArrayList底层实现是通过Object[]存储元素的，内部的可变操作（add，set 等方法）都是把数据copy到一个新数组里，对新数组进行操作，再把新数组赋值给原来的对象，从而达到修改目的。
这样做的好处是不修改原数组，所以写操作不会影响到读操作。
从 CopyOnWriteArrayList 的名字就能看出CopyOnWriteArrayList 是满足CopyOnWrite 的 ArrayList，所谓CopyOnWrite 也就是说：在计算机，如果你想要对一块内存进行修改时，我们不在原有内存块中进行写操作，而是将内存拷贝一份，在新的内存中进行写操作，写完之后呢，就将指向原来内存指针指向新的内存，原来的内存就可以被回收掉了。
定位
public class CopyOnWriteArrayList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
}
从类的继承关系来看
- 实现RandomAccess接口，说明可随机访问
- 实现Cloneable接口，说明可克隆
- 实现了List接口，说明是一个列表
- 实现Serializable接口，说明可序列化
接下来让我们研究一下crud。
增
public boolean add(E e);// 新增元素，放在数组尾部
public void add(int index, E element);// 新增元素，放在数组指定位置
public boolean addIfAbsent(E e);// 新增元素，如果存在则返回false，如果不存在则放入末尾返回true
public int addAllAbsent(Collection<? extends E> c);// 批量新增元素，将指定集合中尚未包含在此列表中的所有元素附加到此列表的末尾，返回添加的个数
public boolean addAll(Collection<? extends E> c);// 将指定集合中的所有元素附加到此列表的末尾。
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);// 从指定位置开始，将当前位于该位置的元素（如果有）和任何后续元素向右移动（增加它们的索引）。新元素将按照指定集合的迭代器返回的顺序出现在此列表中。
此函数用于将指定元素添加到此列表的尾部，处理流程如下：
- 获取锁（保证线程安全）
- 根据Object数组复制一个长度为length+1的Object数组为newElements(此时，newElements[length]为null)
- 将下标为length的数组元素newElements[length]设置为元素e，再设置当前Object[]为newElements，释放锁，返回。这样就完成了元素的添加。
删
public E remove(int index);// 移除指定位置的元素，有可能抛出数组越界异常
public boolean remove(Object o);// 移除对象，如果不存在则返回false，存在则移除后返回true