CopyOnWriteArraySet介紹
它是線程安全的無序的集合，可以將它理解成線程安全的HashSet。有意思的是，CopyOnWriteArraySet和HashSet雖然都繼承于共同的父類AbstractSet；但是，HashSet是通過“散列表(HashMap)”實現的，而CopyOnWriteArraySet則是通過“動態數組(CopyOnWriteArrayList)”實現的，并不是散列表。
和CopyOnWriteArrayList類似，CopyOnWriteArraySet具有以下特性：
1. 它最適合于具有以下特征的應用程序：Set 大小通常保持很小，只讀操作遠多于可變操作，需要在遍歷期間防止線程間的沖突。
2. 它是線程安全的。
3. 因為通常需要復制整個基礎數組，所以可變操作（add()、set() 和 remove() 等等）的開銷很大。
4. 迭代器支持hasNext(), next()等不可變操作，但不支持可變 remove()等 操作。
5. 使用迭代器進行遍歷的速度很快，并且不會與其他線程發生沖突。在構造迭代器時，迭代器依賴于不變的數組快照。
CopyOnWriteArraySet原理和數據結構
CopyOnWriteArraySet的數據結構，如下圖所示：
說明：
1. CopyOnWriteArraySet繼承于AbstractSet，這就意味著它是一個集合。
2. CopyOnWriteArraySet包含CopyOnWriteArrayList對象，它是通過CopyOnWriteArrayList實現的。而CopyOnWriteArrayList本質是個動態數組隊列，
所以CopyOnWriteArraySet相當于通過通過動態數組實現的“集合”！ CopyOnWriteArrayList中允許有重復的元素；但是，CopyOnWriteArraySet是一個集合，所以它不能有重復集合。因此，CopyOnWriteArrayList額外提供了addIfAbsent()和addAllAbsent()這兩個添加元素的API，通過這些API來添加元素時，只有當元素不存在時才執行添加操作！
至于CopyOnWriteArraySet的“線程安全”機制，和CopyOnWriteArrayList一樣，是通過volatile和互斥鎖來實現的。這個在前一章節介紹CopyOnWriteArrayList時數據結構時，已經進行了說明，這里就不再重復敘述了。
CopyOnWriteArraySet函數列表
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// 創建一個空 set。CopyOnWriteArraySet()// 創建一個包含指定 collection 所有元素的 set。CopyOnWriteArraySet(Collection<? extends E> c)// 如果指定元素并不存在于此 set 中，則添加它。boolean add(E e)// 如果此 set 中沒有指定 collection 中的所有元素，則將它們都添加到此 set 中。boolean addAll(Collection<? extends E> c)// 移除此 set 中的所有元素。void clear()// 如果此 set 包含指定元素，則返回 true。boolean contains(Object o)// 如果此 set 包含指定 collection 的所有元素，則返回 true。boolean containsAll(Collection<?> c)// 比較指定對象與此 set 的相等性。boolean equals(Object o)// 如果此 set 不包含任何元素，則返回 true。boolean isEmpty()// 返回按照元素添加順序在此 set 中包含的元素上進行迭代的迭代器。Iterator<E> iterator()// 如果指定元素存在于此 set 中，則將其移除。boolean remove(Object o)// 移除此 set 中包含在指定 collection 中的所有元素。boolean removeAll(Collection<?> c)// 僅保留此 set 中那些包含在指定 collection 中的元素。boolean retainAll(Collection<?> c)// 返回此 set 中的元素數目。int size()// 返回一個包含此 set 所有元素的數組。Object[] toArray()// 返回一個包含此 set 所有元素的數組；返回數組的運行時類型是指定數組的類型。<T> T[] toArray(T[] a) |
CopyOnWriteArraySet是通過CopyOnWriteArrayList實現的，它的API基本上都是通過調用CopyOnWriteArrayList的API來實現的。相信對CopyOnWriteArrayList了解的話，對CopyOnWriteArraySet的了解是水到渠成的事；所以，這里就不再對CopyOnWriteArraySet的代碼進行詳細的解析了。
CopyOnWriteArraySet示例
下面，我們通過一個例子去對比HashSet和CopyOnWriteArraySet。
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import java.util.*;import java.util.concurrent.*;/* * CopyOnWriteArraySet是“線程安全”的集合，而HashSet是非線程安全的。 * * 下面是“多個線程同時操作并且遍歷集合set”的示例 * (01) 當set是CopyOnWriteArraySet對象時，程序能正常運行。 * (02) 當set是HashSet對象時，程序會產生ConcurrentModificationException異常。 * * */public class CopyOnWriteArraySetTest1 { // TODO: set是HashSet對象時，程序會出錯。 //private static Set<String> set = new HashSet<String>(); private static Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<String>(); public static void main(String[] args) { // 同時啟動兩個線程對set進行操作！ new MyThread("ta").start(); new MyThread("tb").start(); } private static void printAll() { String value = null; Iterator iter = set.iterator(); while(iter.hasNext()) { value = (String)iter.next(); System.out.print(value+", "); } System.out.println(); } private static class MyThread extends Thread { MyThread(String name) { super(name); } @Override public void run() { int i = 0; while (i++ < 10) { // “線程名” + "-" + "序號" String val = Thread.currentThread().getName() + "-" + (i%6); set.add(val); // 通過“Iterator”遍歷set。 printAll(); } } }} |
(某一次)運行結果：
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結果說明：
由于set是集合對象，因此它不會包含重復的元素。
如果將源碼中的set改成HashSet對象時，程序會產生ConcurrentModificationException異常。
