定义

Copy-On-Write（写时复制）简称COW，是一种并发场景下共享同一数据的策略。

顾名思义，它的基本思想是大家共享同一份数据，读的时候不加锁，直接读取数据；只有在要更新的时候，把数据先拷贝一份，在这个新拷贝的数据上演绎更新操作，然后再用这个新数据替换老数据。

核心思想

java中的CopyOnWrite容器就是这种思想策略的具体实现，例如CopyOnWriteArrayList，CopyOnWriteArraySet。

读取容器中的数据时，不加锁，可以并发读。而当我们调用容器的add方法时，不直接往当前的容器添加元素，而是加锁并复制一份新的容器出来，往新容器添加元素后，再将原容器的引用指向新容器。

其实这也是一种读写分离思想在并发场景下的应用，在平时的开发中经常会用到，非常重要。

源码

为了更好的理解，我们来扒一扒CopyOnWriteArrayList的核心源码：

首先CopyOnWriteArrayList是一个模板类，实现了List容器接口

public class CopyOnWriteArrayList<E> implements List<E>

它的构成很简单，就两个变量：并发锁一枚，数组一个

/** The lock protecting all mutators */

final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */

private transient volatile Object[] array;

读取也很简单，直接通过下标查数组

private E get(Object[] a, int index) {

    return (E) a[index];

}

public E get(int index) {   

    return get(getArray(), index);

}

我们看下最核心的add，就是加锁-复制-更新-替换

public boolean add(E e) {

    final ReentrantLock lock = this.lock;

    lock.lock();

    try {

        Object[] elements = getArray();

        int len = elements.length;

        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);

        newElements[len] = e;

        setArray(newElements);

        return true;

    } finally {

        lock.unlock();

    }

}

而替换后让所有线程都能拿到最新的共享数据则是通过volatile关键字来实现的，这个我们后面有机会再细聊。

应用场景

显然，读写分离的CopyOnWrite容器通常都用于读多写少的并发场景，例如黑白名单、目录等等。

CopyOnWrite容器的缺点也同样明显，要注意扩容开销导致的内存问题，尽量存入一些小对象，避免大量的写操作。

同时，CopyOnWrite容器只能保证数据的最终一致性，无法做到实时。因为当线程复制更新的瞬间，其他线程只能读到老容器内的数据。

学完，收工~