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使用内部CopyOnWriteArrayList进行所有操作的Set
特点
它最适合以下应用程序#xff1a;集合大小通常较小、只读操作的数量远远多于可变操作#xff0c;并且您需要在遍历期间防止线程之间的干扰。它是线程安全的。突变操作#xff08; add 、 set 、 remove等集合大小通常较小、只读操作的数量远远多于可变操作并且您需要在遍历期间防止线程之间的干扰。它是线程安全的。突变操作 add 、 set 、 remove等的成本很高因为它们通常需要复制整个底层数组。迭代器不支持变异remove操作。通过迭代器进行遍历速度很快并且不会遇到其他线程的干扰。迭代器依赖于构造迭代器时数组的不变快照。
源码分析
public class CopyOnWriteArraySetE extends AbstractSetEimplements java.io.Serializable {private static final long serialVersionUID 5457747651344034263L;private final CopyOnWriteArrayListE al;/*** Creates an empty set.*/public CopyOnWriteArraySet() {al new CopyOnWriteArrayListE();}//创建一个包含指定集合的所有元素的集合public CopyOnWriteArraySet(Collection? extends E c) {if (c.getClass() CopyOnWriteArraySet.class) {SuppressWarnings(unchecked) CopyOnWriteArraySetE cc (CopyOnWriteArraySetE)c;al new CopyOnWriteArrayListE(cc.al);}else {al new CopyOnWriteArrayListE();al.addAllAbsent(c);}}//返回该集合中的元素数量public int size() {return al.size();}// 判断集合是不是为空public boolean isEmpty() {return al.isEmpty();}//返回一个包含该集合中所有元素的数组。如果此集合对其迭代器返回其元素的顺序做出任何保证则此方法必须以相同的顺序返回元素。返回的数组将是“安全的”因为该集合不维护对它的引用。 换句话说即使该集合由数组支持此方法也必须分配一个新数组。因此调用者可以自由修改返回的数组。public Object[] toArray() {return al.toArray();}//返回一个包含该集合中所有元素的数组返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。如果该集合适合指定的数组则将其返回其中。否则将使用指定数组的运行时类型和该集合的大小分配一个新数组。//如果该集合适合指定的数组并且有空闲空间即该数组的元素多于该集合则数组中紧随该集合末尾的元素将设置为null 。 仅当调用者知道该集合不包含任何空元素时这对于确定该集合的长度很有用。//如果此集合对其迭代器返回其元素的顺序做出任何保证则此方法必须以相同的顺序返回元素。public T T[] toArray(T[] a) {return al.toArray(a);}//仅保留此集中包含在指定集合中的元素。换句话说从该集合中删除所有未包含在指定集合中的元素。如果指定的集合也是一个集合则此操作会有效地修改该集合使其值是两个集合的交集。public boolean retainAll(Collection? c) {return al.retainAll(c);}//按添加这些元素的顺序返回此集合中包含的元素的迭代器。//返回的迭代器提供了构造迭代器时集合状态的快照。遍历迭代器时不需要同步。迭代器不支持remove方法。public IteratorE iterator() {return al.iterator();}// 比较指定对象与该集合是否相等。如果指定的对象与此对象是同一对象或者它也是Set 并且指定集合上的迭代器返回的元素与此集合上的迭代器返回的元素相同则返回true 。更正式地说如果两个迭代器返回相同数量的元素则认为它们返回相同的元素并且对于迭代器在指定集合上返回的每个元素e1 迭代器在该集合上返回一个元素e2 使得(e1null ? e2null : e1.equals(e2)) public boolean equals(Object o) {if (o this)return true;if (!(o instanceof Set))return false;Set? set (Set?)(o);Iterator? it set.iterator();// 使用仅适用于小集合的 O(n^2) 算法CopyOnWriteArraySets 应该是这样的。// 使用底层阵列的单个快照Object[] elements al.getArray();int len elements.length;// Mark matched elements to avoid re-checkingboolean[] matched new boolean[len];int k 0;outer: while (it.hasNext()) {if (k len)return false;Object x it.next();for (int i 0; i len; i) {if (!matched[i] eq(x, elements[i])) {matched[i] true;continue outer;}}return false;}return k len;}public void forEach(Consumer? super E action) {al.forEach(action);}//按照添加这些元素的顺序返回此集合中元素的Spliterator public SpliteratorE spliterator() {// 返回该集合中元素的Spliteratorreturn Spliterators.spliterator (al.getArray(), Spliterator.IMMUTABLE | Spliterator.DISTINCT);}//试相等性处理空值。private static boolean eq(Object o1, Object o2) {return (o1 null) ? o2 null : o1.equals(o2);}
}
读
contains
contains(Object o) 如果此集合包含指定元素则返回true 。更正式地说当且仅当该集合包含满足(onull ? enull : o.equals(e)) 的元素e时才返回true 。 public boolean contains(Object o) {return al.contains(o);
}containsAll(Collection? c) 如果此集合包含指定集合的所有元素则返回true 。如果指定的集合也是一个集合并且它是该集合的子集则此方法返回true public boolean containsAll(Collection? c) {return al.containsAll(c);
}写
add
add(E e) 如果指定元素尚不存在则将其添加到该集合中。更正式地说如果集合不包含满足(enull ? e2null : e.equals(e2)) 的元素e2 则将指定元素e添加到此集合中。如果该集合已包含该元素则调用将保持该集合不变并返回false public boolean add(E e) {return al.addIfAbsent(e);
} addAll(Collection? extends E c) 将指定集合中的所有元素添加到该集合中如果它们尚不存在。如果指定的集合也是一个集合则addAll操作会有效地修改此集合使其值是两个集合的并集。如果在操作进行过程中修改了指定的集合则该操作的行为是未定义的 public boolean addAll(Collection? extends E c) {return al.addAllAbsent(c) 0;
}remove
remove(Object o) 从此集合中删除指定元素如果存在。更正式地说如果该集合包含这样的e 则删除(onull ? enull : o.equals(e))的元素 e 。如果此集合包含该元素或者等效地如果此集合因调用而发生更改则返回true 。 一旦调用返回该集合将不再包含该元素。 public boolean remove(Object o) {return al.remove(o);
}removeIf(Predicate? super E filter) 调用 CopyOnWriteArrayList 中的removeIf(filter) public boolean removeIf(Predicate? super E filter) {return al.removeIf(filter);
}removeAll(Collection? c) 从此集合中删除指定集合中包含的所有元素。如果指定的集合也是一个集合则此操作有效地修改该集合使其值为两个集合的非对称集合差。 public boolean removeAll(Collection? c) {return al.removeAll(c);
}clear
clear() 删除该集合中的所有元素。该调用返回后该集合将为空。 public void clear() {al.clear();
}总结 所有的方法都是调用 CopyOnWriteArrayList 对应的方法所以其原理和实现可以观看上一章内容。 CopyOnWriteArraySet 和CopyOnWriteArrayList 的关系
CopyOnWriteArraySet 是 Set 接口的实现类它内部使用了 CopyOnWriteArrayList 来存储元素CopyOnWriteArraySet的底层数据结构是一个 CopyOnWriteArrayList 对象。 每次进行写操作时都会创建一个新的数组副本并在副本上进行修改而不是直接在原始数组上进行修改。这样可以保证读操作的线程安全性因为读操作可以在不加锁的情况下进行。
CopyOnWriteArrayList 也是一个线程安全的集合类它实现了 List 接口。它的原理和 CopyOnWriteArraySet 类似通过写时复制的机制来实现线程安全。每次进行写操作时都会创建一个新的数组副本并在副本上进行修改从而保证读操作的线程安全性。
因此可以说 CopyOnWriteArraySet 是在 CopyOnWriteArrayList 的基础上实现的它在 CopyOnWriteArrayList 的基础上提供了 Set 接口的特性即 元素不能重复。
去重的逻辑
去重的逻辑来源于CopyOnWriteArraySet的add 方法会调用 CopyOnWriteArrayList中的addIfAbsent 方法在 CopyOnWriteArrayList 中的addIfAbsent 会调用 indexOf(Object o, Object[] elements, int index, int fence) 来进行判断是不是存在不存在再调用 addIfAbsent(e, snapshot)来进行添加元素。
