hello，同学们，大家好，我是沉默王二，在我为数不多的面试经历中，有一位姓马的面试官令我印象深刻，九年过去了，我还能记得他为数不多的发量。
老马：“兄弟，ArrayList 是线程安全的吗？”
（不是，我特么不是刚进来，就回答了三个问题而已，就到这了？）
现在回想起来当时一脸懵逼的样子，脸上情不自禁地泛起了红晕，老马的意思是让我说说 Java 的 CopyOnWriteArrayList，可惜我当时几乎没怎么用过这个类，也不知道它就是个线程安全的 List，惭愧啊惭愧。
（地上有坑吗？我想跳进去。）
真正的勇士敢于直面过去的惨淡，经过这么多年的努力，我的技术功底已经大有长进了，是时候输出一波伤害了。希望这篇文章能够给不太了解 CopyOnWriteArrayList 的同学一点点帮助，到时候给面试官一个好看。
注：我用的是 OpenJDK 14。
01、Vector Vector 的源码文档上直截了当地说了，“如果不需要线程安全，推荐使用 ArrayList 替代 Vector。”说实话，在我十多年的编程生涯中，的确很少使用 Vector，因为它的线程安全是建立在每个方法上都加了 synchronized 关键字的基础上，锁的粒度很高，意味着性能就不咋滴。
public synchronized boolean add (E e) return true ;public synchronized E remove (int index) if (index >= elementCount)throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);int numMoved = elementCount - index - 1 ;if (numMoved > 0 )1 , elementData, index,null ; // Let gc do its work return oldValue;就连 size() 这样的方法上都加了 synchronized，可想而知，Vector 有多铺张浪费，有多锦衣玉食。
如果对 synchronized 关键字不太了解的话，可以点击下面的链接查看我之前写的一篇文章。
我去，你竟然还不会用 synchronized
高并发的情况下，一般都要求性能要给力，Vector 显然不够格，所以被遗忘在角落也是“罪有应得”啊。
02、SynchronizedList 那有些同学可能会说，可以使用 Collections.synchronizedList() 让 ArrayList 变成线程安全啊。
public static <T> List<T> synchronizedList (List<T> list) {return (list instanceof RandomAccess ?new Collections.SynchronizedRandomAccessList<>(list) :new Collections.SynchronizedList<>(list));无论是 SynchronizedRandomAccessList 还是 SynchronizedList，它们都没有在方法级别上使用 synchronized 关键字，而是在方法体内使用了 synchronized(this) 块。
public void add (int index, E element) synchronized (mutex) {list.add(index, element);}public E remove (int index) synchronized (mutex) {return list.remove(index);}其中 mutex 为 this 关键字，也就是当前对象。
final Object mutex; // Object on which to synchronize this .c = Objects.requireNonNull(c);this ;03、ConcurrentModificationException ConcurrentModificationException 这个异常不知道同学们有没有遇到过？我先来敲段代码让它发生一次，让同学们认识一下。
List<String> list = new ArrayList<>();"沉默王二" );"沉默王三" );"一个文章真特么有趣的程序员" );for (String str : list) {if ("沉默王二" .equals(str)) {运行这段代码就会抛出 ConcurrentModificationException：
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationExceptionjava: 1012 )next (ArrayList.java: 966 )通过异常的堆栈信息可以查找到，异常发生在 ArrayList 的内部类 Itr 的 checkForComodification() 方法中。
final void checkForComodification () if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();也就是说，在执行 checkForComodification() 方法的时候，发现 modCount 和 expectedModCount 不等，就抛出了 ConcurrentModificationException 异常。
为什么会这样呢？之前的代码也没有调用 checkForComodification() 方法啊！
那就只能来看一下反编译后的字节码了，原来 for-each 这个语法糖是通过 Iterator 实现的。
List<String> list = new ArrayList();"沉默王二" );"沉默王三" );"一个文章真特么有趣的程序员" );while (var3.hasNext()) {if ("沉默王二" .equals(str)) {在执行 list.iterator() 的时候，其实返回的就是 ArrayList 的内部类 Itr。
public Iterator<E> iterator () return new ArrayList.Itr();迭代器 Iterator 是 fail-fast 的，如果以任何方式（包括 remove 和
迭代器在执行 remove() 方法的时候，会对 modCount 加 1。remove() 方法内部会调用 fastRemove() 方法。
private void fastRemove (Object[] es, int i) final int newSize;if ((newSize = size - 1 ) > i)1 , es, i, newSize - i);null ;当在进行下一次 next() 会执行 checkForComodification() 方法，结果发现 modCount 为 4，而 expectedModCount 为 3，于是就抛出了异常。
之所以在单线程的情况下就抛出 ConcurrentModificationException，就是为了在多线程并发的情况下，不冒任何的危险，提前规避掉其他线程对 List 修改的可能性。
ArrayList 返回的迭代器是 fail-fast 的，Vector 的也是，SynchronizedList 的也是。这就意味着它们在多线程环境下通过 for-each 遍历进行增删操作的时候会出问题。
04、CopyOnWriteArrayList 瞧，为了引出 CopyOnWriteArrayList，我花了多少心思。
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList();"沉默王二" );"沉默王三" );"一个文章真特么有趣的程序员" );for (String str : list) {if ("沉默王二" .equals(str)) {把 ArrayList 换成 CopyOnWriteArrayList，程序就能够正常执行了，输出结果如下所示。
[沉默王三, 一个文章真特么有趣的程序员]之所以不抛出 ConcurrentModificationException 异常，是因为 CopyOnWriteArrayList 是 fail-safe 的，迭代器遍历的是原有的数组，remove 的时候 remove 的是复制后的新数组，然后再将新数组赋值给原有的数组。
不过，任何在获取迭代器之后对 CopyOnWriteArrayList 的修改将不会及时反映迭代器里。
CopyOnWriteArrayList<String> list1 =new CopyOnWriteArrayList<>(new String[] {"沉默王二" , "沉默王三" });"沉默王四" );while (itr.hasNext()) {" " );沉默王四并不会出现在输出结果中。
沉默王二 沉默王三 ArrayList 的迭代器 Itr 是支持 remove 的。
List<String> list = new ArrayList();"沉默王二" );"沉默王三" );"一个文章真特么有趣的程序员" );while (var3.hasNext()) {if ("沉默王二" .equals(str)) {程序输出的结果如下所示：
[沉默王三, 一个文章真特么有趣的程序员]而 CopyOnWriteArrayList 的迭代器 COWIterator 是不支持 remove 的。
public void remove () throw new UnsupportedOperationException();
CopyOnWriteArrayList 实现了 List 接口，不过，它不在 java.util 包下，而在 java.util.concurrent 包下，算作是 ArrayList 的增强版，线程安全的。
顾名思义，CopyOnWriteArrayList 在进行写操作（add、set、remove）的时候会先进行拷贝，底层是通过数组复制来实现的。
Java 8 的时候，CopyOnWriteArrayList 的增删改操作方法使用的是 ReentrantLock（可重入锁，一个线程获得了锁之后仍然可以反复的加锁，不会出现自己阻塞自己的情况）。
public boolean add (E e) final ReentrantLock lock = this .lock;try {int len = elements.length;1 );return true ;finally {Java 14 的时候，已经改成 synchronized 块了。
public boolean add (E e) synchronized (lock) {int len = es.length;1 );return true ;其中的 lock 是一个 Object 对象（注释上说和 ReentrantLock 有一点关系）。
/** final transient Object lock = new Object();使用 ReentrantLock 性能更好，还是 synchronized 块性能更好，同学们可以试验一下。不过，从另外一些细节上看，Java 14 的写法比 Java 8 更简洁一些，其中就少了一个 newElements 变量的创建。
再来看 set() 方法：
public E set (int index, E element) synchronized (lock) {if (oldValue != element) {// Ensure volatile write semantics even when oldvalue == element return oldValue;同样使用了 synchronized 块，并且调用了封装好的 clone() 方法进行了复制。
然后来看 remove() 方法：
public E remove (int index) synchronized (lock) {int len = es.length;int numMoved = len - index - 1 ;if (numMoved == 0 )1 );else {new Object[len - 1 ];0 , newElements, 0 , index);1 , newElements, index,return oldValue;synchronized 块是必须的，数组复制（System.arraycopy()）也是必须的。
和 Vector 不同的是，CopyOnWriteArrayList 的 get()、size() 方法不再加锁。
public int size () return getArray().length;public E get (int index) return elementAt(getArray(), index);简单总结一下就是：第一，CopyOnWriteArrayList 在修改时，复制出一个新数组，修改的操作在新数组中完成，最后将新数组赋值给原有的数组引用。第二，CopyOnWriteArrayList 的写加锁，读不加锁。
CopyOnWriteArrayList 有很多优势，但数组复制是沉重的，如果写的操作比较多，而读的操作比较少，内存就会被占用得比较多；另外，CopyOnWriteArrayList 无法保证数据是实时同步的，因为读写操作是分离的，写的操作都建立在复制的新数组上，而读的是原有的数组。
05、最后 如果九年前，我就看到了这样一篇文章，一定就不会被老马刁难呢，保不准还能再拖延半个小时，让他多问二十个问题。但我想同学们一定是比我幸运的，至少现在看到了，不晚，对不对？
