CopyOnWriteArrayList, особенности и преимущества
CopyOnWriteArrayList — это потокобезопасная реализация интерфейса List в Java, которая отличается тем, что при каждой операции изменения создает копию массива. Это делает CopyOnWriteArrayList особенно подходящей для сценариев, где чтение данных происходит гораздо чаще, чем запись.
Особенности CopyOnWriteArrayList
Потокобезопасность:
Все методы, изменяющие содержимое списка, синхронизированы, что обеспечивает безопасность при использовании в многопоточной среде без явной необходимости в дополнительных блокировках.
Immutable при чтении:
Операции чтения (такие как get(), iterator(), и т.д.) не требуют блокировок и происходят в постоянное время (O(1)), так как они работают с неизменяемыми копиями массива.
Создание копий при изменении:
Каждая операция записи (добавление, удаление, обновление элемента) создает новую копию всего внутреннего массива. Это может быть дорогостоящим по памяти и времени при частых операциях записи.
Консистентные итераторы:
Итераторы, возвращаемые CopyOnWriteArrayList, никогда не выбрасывают ConcurrentModificationException, потому что они работают с моментальной копией данных на момент их создания.
Отсутствие возможности удаления через итератор:
Методы итератора, такие как remove(), не поддерживаются и выбрасывают UnsupportedOperationException.
Преимущества CopyOnWriteArrayList
Высокая производительность для чтения:
В сценариях, где множество потоков активно читают данные и изменения происходят редко, CopyOnWriteArrayList обеспечивает высокую производительность благодаря отсутствию необходимости синхронизации для операций чтения.
Предсказуемое поведение:
Из-за неизменности копий массива при чтении, итераторы не видят промежуточных состояний, что делает поведение программы более предсказуемым.
Безопасность в многопоточных средах:
CopyOnWriteArrayList идеален для программ, которые требуют безопасного доступа к коллекции из нескольких потоков без использования внешних блокировок.
Основные особенности внутреннего устройства
Массив как основа хранения:
Внутренне CopyOnWriteArrayList использует массив для хранения элементов. Этот массив называется array и является volatile-полем, что гарантирует видимость изменений между потоками.
Копирование при записи:
При выполнении любой операции, изменяющей содержимое списка (например, add(), remove(), set()), создается новая копия массива с внесенными изменениями. Это обеспечивает неизменяемость исходного массива, используемого для чтения, и потокобезопасность операций.
Синхронизация методов:
Методы, которые изменяют содержимое списка, синхронизированы, чтобы гарантировать, что только один поток может выполнять изменение в любой момент времени.
Чтение без блокировок:
Операции чтения (такие как get(), size(), итерация) не требуют блокировок, так как они работают с неизменяемыми копиями массива.
Преимущества:
Потокобезопасность: CopyOnWriteArrayList позволяет безопасно использовать коллекцию в многопоточной среде без явной синхронизации.
Высокая производительность для чтения: Благодаря неизменяемости массивов, операции чтения очень быстрые.
Консистентные итераторы: Итераторы никогда не выбрасывают ConcurrentModificationException, так как они работают с моментальной копией данных.
Недостатки:
Высокие затраты на изменение: Из-за копирования массива при каждой операции изменения, CopyOnWriteArrayList может быть неэффективным для частых операций записи.
Высокие затраты памяти: Копирование массива создает дополнительную нагрузку на память.
Ссылки на полезные статьи (спасибо авторам за проделанную работу) :
https://for-each.dev/lessons/b/-java-copy-on-write-arraylist
https://www.baeldung.com/java-copy-on-write-arraylist
#Java #Training #Medium #CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList — это потокобезопасная реализация интерфейса List в Java, которая отличается тем, что при каждой операции изменения создает копию массива. Это делает CopyOnWriteArrayList особенно подходящей для сценариев, где чтение данных происходит гораздо чаще, чем запись.
Особенности CopyOnWriteArrayList
Потокобезопасность:
Все методы, изменяющие содержимое списка, синхронизированы, что обеспечивает безопасность при использовании в многопоточной среде без явной необходимости в дополнительных блокировках.
Immutable при чтении:
Операции чтения (такие как get(), iterator(), и т.д.) не требуют блокировок и происходят в постоянное время (O(1)), так как они работают с неизменяемыми копиями массива.
Создание копий при изменении:
Каждая операция записи (добавление, удаление, обновление элемента) создает новую копию всего внутреннего массива. Это может быть дорогостоящим по памяти и времени при частых операциях записи.
Консистентные итераторы:
Итераторы, возвращаемые CopyOnWriteArrayList, никогда не выбрасывают ConcurrentModificationException, потому что они работают с моментальной копией данных на момент их создания.
Отсутствие возможности удаления через итератор:
Методы итератора, такие как remove(), не поддерживаются и выбрасывают UnsupportedOperationException.
Преимущества CopyOnWriteArrayList
Высокая производительность для чтения:
В сценариях, где множество потоков активно читают данные и изменения происходят редко, CopyOnWriteArrayList обеспечивает высокую производительность благодаря отсутствию необходимости синхронизации для операций чтения.
Предсказуемое поведение:
Из-за неизменности копий массива при чтении, итераторы не видят промежуточных состояний, что делает поведение программы более предсказуемым.
Безопасность в многопоточных средах:
CopyOnWriteArrayList идеален для программ, которые требуют безопасного доступа к коллекции из нескольких потоков без использования внешних блокировок.
Основные особенности внутреннего устройства
Массив как основа хранения:
Внутренне CopyOnWriteArrayList использует массив для хранения элементов. Этот массив называется array и является volatile-полем, что гарантирует видимость изменений между потоками.
Копирование при записи:
При выполнении любой операции, изменяющей содержимое списка (например, add(), remove(), set()), создается новая копия массива с внесенными изменениями. Это обеспечивает неизменяемость исходного массива, используемого для чтения, и потокобезопасность операций.
Синхронизация методов:
Методы, которые изменяют содержимое списка, синхронизированы, чтобы гарантировать, что только один поток может выполнять изменение в любой момент времени.
Чтение без блокировок:
Операции чтения (такие как get(), size(), итерация) не требуют блокировок, так как они работают с неизменяемыми копиями массива.
Преимущества:
Потокобезопасность: CopyOnWriteArrayList позволяет безопасно использовать коллекцию в многопоточной среде без явной синхронизации.
Высокая производительность для чтения: Благодаря неизменяемости массивов, операции чтения очень быстрые.
Консистентные итераторы: Итераторы никогда не выбрасывают ConcurrentModificationException, так как они работают с моментальной копией данных.
Недостатки:
Высокие затраты на изменение: Из-за копирования массива при каждой операции изменения, CopyOnWriteArrayList может быть неэффективным для частых операций записи.
Высокие затраты памяти: Копирование массива создает дополнительную нагрузку на память.
Ссылки на полезные статьи (спасибо авторам за проделанную работу) :
https://for-each.dev/lessons/b/-java-copy-on-write-arraylist
https://www.baeldung.com/java-copy-on-write-arraylist
#Java #Training #Medium #CopyOnWriteArrayList
Baeldung
Guide to CopyOnWriteArrayList | Baeldung
A quick overview of Java's CopyOnWriteArrayList and its most common usages.
Основные методы CopyOnWriteArrayList и примеры использования
Добавление элементов:
add(E e): добавляет элемент в конец списка.
add(int index, E element): вставляет элемент по указанному индексу.
Удаление элементов:
remove(Object o): удаляет первое вхождение указанного элемента.
remove(int index): удаляет элемент по указанному индексу.
Обновление элементов:
set(int index, E element): заменяет элемент по указанному индексу новым элементом.
Получение элементов:
get(int index): возвращает элемент по указанному индексу.
Проверка содержимого:
contains(Object o): проверяет, содержится ли указанный элемент в списке.
size(): возвращает количество элементов в списке.
Итерация по элементам:
iterator(): возвращает итератор по элементам списка.
Примеры использования
#Java #Training #Medium #CopyOnWriteArrayList
Добавление элементов:
add(E e): добавляет элемент в конец списка.
add(int index, E element): вставляет элемент по указанному индексу.
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add(1, "Banana");
Удаление элементов:
remove(Object o): удаляет первое вхождение указанного элемента.
remove(int index): удаляет элемент по указанному индексу.
list.remove("Banana");
list.remove(0);Обновление элементов:
set(int index, E element): заменяет элемент по указанному индексу новым элементом.
list.set(0, "Orange");
Получение элементов:
get(int index): возвращает элемент по указанному индексу.
String fruit = list.get(0);
Проверка содержимого:
contains(Object o): проверяет, содержится ли указанный элемент в списке.
size(): возвращает количество элементов в списке.
boolean containsApple = list.contains("Apple");
int size = list.size();Итерация по элементам:
iterator(): возвращает итератор по элементам списка.
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}Примеры использования
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Iterator;
public class CopyOnWriteArrayListMethodsExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
// Добавление элементов
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
System.out.println("After adding elements: " + list);
// Вставка элемента
list.add(1, "Orange");
System.out.println("After insertion: " + list);
// Обновление элемента
list.set(2, "Mango");
System.out.println("After updating: " + list);
// Удаление элемента по индексу
list.remove(3);
System.out.println("After removing by index: " + list);
// Удаление элемента по значению
list.remove("Apple");
System.out.println("After removing by value: " + list);
// Проверка содержимого
boolean containsBanana = list.contains("Banana");
System.out.println("Contains Banana: " + containsBanana);
// Получение элемента
String fruit = list.get(0);
System.out.println("Element at index 0: " + fruit);
// Итерация по элементам
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println("Iterating: " + iterator.next());
}
// Размер списка
int size = list.size();
System.out.println("Size of list: " + size);
// Очистка списка
list.clear();
System.out.println("After clearing: " + list);
}
}
#Java #Training #Medium #CopyOnWriteArrayList