CopyOnWriteArrayList底层是怎么保证线程安全的？ _CopyOnWriteArrayList

欢迎学习解读JAVA源码专栏，在这个系列中，我将手把手带着大家剖析Java核心组件的源码，内容包含集合、线程、线程池、并发、队列等，深入了解其背后的设计思想和实现细节，轻松应对工作面试。
这是解读Java源码系列的第三篇，将跟大家一起学习比较神秘的并发集合 - CopyOnWriteArrayList 。
引言上篇文章提到ArrayList不是线程安全的，而CopyOnWriteArrayList是线程安全的。此刻我就会产生几个问题：

CopyOnWriteArrayList初始容量是多少？
CopyOnWriteArrayList是怎么进行扩容的？
CopyOnWriteArrayList是怎么保证线程安全的？

带着这几个问题，一起分析一下CopyOnWriteArrayList的源码。
简介CopyOnWriteArrayList是一种线程安全的ArrayList，底层是基于数组实现，不过该数组使用了volatile关键字修饰。实现线程安全的原理是，“人如其名”，就是 Copy On Write（写时复制），意思就是在对其进行修改操作的时候，复制一个新的ArrayList ，在新的ArrayList上进行修改操作，从而不影响旧的ArrayList的读操作。看一下源码中CopyOnWriteArrayList内部有哪些数据结构组成：

public class CopyOnWriteArrayList<E>    implements List<E>, Randomaccess, Cloneable, java.io.Serializable {    // 加锁 ， 用来保证线程安全    final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();    // 存储元素的数组 ， 使用了volatile修饰    private transient volatile Object[] array;    // 数组的get/set方法    final Object[] getArray() {        return array;    }    final void setArray(Object[] a) {        array = a;    }}

CopyOnWriteArrayList的内部结构非常简单，使用ReentrantLock加锁，用来保证线程安全。使用数组存储元素，数组使用volatile修饰，用来保证内存可见性。当其他线程重新对数组对象进行赋值的时候，当前线程可以及时感知到。
初始化当我们调用CopyOnWriteArrayList的构造方法的时候，底层逻辑是怎么实现的？
List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();CopyOnWriteArrayList初始化的时候，不支持指定数组长度，接着往下看，就能明白CopyOnWriteArrayList为什么不支持指定数组长度。
public CopyOnWriteArrayList() { setArray(new Object[0]);}初始化过程非常简单，就是创建了一个长度为0的数组。
添加元素再看一下往CopyOnWriteArrayList添加元素时，调用的 add() 方法源码实现：

// 添加元素public boolean add(E e) {    // 加锁，保证线程安全    final ReentrantLock lock = this.lock;    lock.lock();    try {        // 获取原数组        Object[] elements = getArray();        int len = elements.length;        // 创建一个新数组 ， 长度原数组长度+1 ， 并把原数组元素拷贝到新数组里面        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);        // 直接赋值给新数组末尾位置        newElements[len] = e;        // 替换原数组        setArray(newElements);        return true;    } finally {        // 释放锁        lock.unlock();    }}

添加元素的流程：