写时复制(Copy-On-Write)在Java中是如何被应用的吗?

前言

写时复制(Copy-on-write,简称COW)是一种计算机程序设计领域的优化策略。

其核心思想是,如果有多个调用者同时请求相同资源(如内存或磁盘上的数据存储),他们会共同获取相同的指针指向相同的资源,直到某个调用者试图修改资源的内容时,系统才会真正复制一份专用副本(private copy)给该调用者,而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这个过程对其他的调用者是透明的(transparently)。

此作法的主要优点是如果调用者没有修改该资源,就不会有副本(private copy)被建立,因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。

COW(奶牛)技术的应用场景很多,Linux通过Copy On Write技术极大地减少了Fork的开销。文件系统通过Copy On Write技术一定程度上保证数据的完整性。数据库服务器也一般采用了写时复制策略,为用户提供一份snapshot。

而JDK的CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet容器也采用了 COW思想,它是如何工作的是本文讨论的重点。

Vector和synchronizedList

我们知道ArrayList是线程不安全的,而Vector是线程安全的容器。查看源码可以知道,Vector之所以线程安全,是因为它几乎在每个方法声明处都加了synchronized关键字来使整体方法原子化。

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