CopyOnWriteArrayList详解（小白也能看懂的Java线程安全集合指南）

什么是 CopyOnWriteArrayList？

CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的一个线程安全的变体，它实现了 List 接口。顾名思义，“写时复制”意味着每当有修改操作（如添加、删除元素）发生时，它不会直接修改原始数组，而是先复制一份新的数组，在新数组上完成修改，再将引用指向新数组。

为什么需要 CopyOnWriteArrayList？

普通的 ArrayList 在多线程环境下不是线程安全的。如果多个线程同时读写，可能会抛出 ConcurrentModificationException 异常。而使用 synchronized 包裹虽然可以解决线程安全问题，但会严重影响性能。

这时，CopyOnWriteArrayList 就派上用场了。它非常适合用于读操作远多于写操作的场景，比如监听器列表、配置项缓存等。

基本使用示例

下面是一个简单的使用示例：

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class CopyOnWriteExample {    public static void main(String[] args) {        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();        // 添加元素        list.add("Apple");        list.add("Banana");        list.add("Cherry");        // 多线程读取（安全）        for (int i = 0; i < 3; i++) {            new Thread(() -> {                for (String fruit : list) {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + fruit);                }            }).start();        }        // 写操作（线程安全）        new Thread(() -> {            list.add("Durian");            System.out.println("Added Durian");        }).start();    }}

在这个例子中，即使多个线程同时读取和写入，也不会出现并发异常，因为 CopyOnWriteArrayList 内部通过“写时复制”机制保证了线程安全。

优缺点分析

优点：

• 读操作完全无锁，性能极高。
• 迭代器不会抛出 ConcurrentModificationException，因为迭代的是快照（旧数组）。
• 天然支持线程安全，无需额外同步。

缺点：

• 写操作开销大：每次修改都要复制整个数组，内存和CPU消耗高。
• 数据一致性是“弱一致性”：写入后其他线程可能看到的是旧数据（因为读的是快照）。
• 不适合频繁写入的场景。

适用场景总结

根据以上特性，CopyOnWriteArrayList 最适合以下场景：

• 监听器/观察者列表（很少变动，但频繁遍历）
• 系统配置缓存（启动时加载，运行时极少修改）
• 任何读多写少且对实时一致性要求不高的场合

记住：如果你的应用是写多读少，那么应该考虑使用 Collections.synchronizedList 或 ConcurrentHashMap 等其他并发容器。

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掌握这些知识，你就能在合适的场景中高效、安全地使用 CopyOnWriteArrayList 了！