JDK1.8版本，CopyOnWriteArrayList核心源码分析
CopyOnWriteArrayList利用读写分离的思想，在副本上执行写入操作，写入完成后，将原来的引用指向副本。这样一来，并发读的时候无需加锁，提高了集合容器的效率。
成员变量
/** 所有修改操作使用的锁 */
final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
/** 用volatile关键字修饰存储数据元素的数组，保证了内存可见性 */
private transient volatile Object[] array;
核心方法
public boolean add(E e) {
// 使用ReentrantLock加锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 将array拷贝至新的副本，长度加1
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
// 添加元素
newElements[len] = e;
// 将当前副本赋值给array
setArray(newElements);
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public E remove(int index) {
// remove操作同样需要加锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
E oldValue = get(elements, index);
int numMoved = len - index - 1;
if (numMoved == 0)
// 如果移除的是最后一个元素，直接将原来前len - 1 个元素拷贝至array即可
setArray(Arrays.copyOf(elements, len - 1));
else {
// 将移除元素所在位置的前后两段数据拷贝至新副本，并赋值给array
Object[] newElements = new Object[len - 1];
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, index);
System.arraycopy(elements, index + 1, newElements, index,
numMoved);
setArray(newElements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// get操作无需加锁
public E get(int index) {
return get(getArray(), index);
}
set方法中的happen-before问题
public E set(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
// 得到index位置上的旧元素
E oldValue = get(elements, index);
// 如果旧元素与要写入的数据不相等，写入新的数据
if (oldValue != element) {
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
newElements[index] = element;
setArray(newElements);
} else {
// Not quite a no-op; ensures volatile write semantics
setArray(elements);
}
return oldValue;
} finally {
lock.unlock();
}
}
上面的set方法的中有一个细节值得注意，在else分支中，并没有对数据做实际的修改，只是将读取的elements又重新写回了array中。要理解这个看似毫无意义的操作，先看下面这个例子：
// 线程1 // 线程2
a = 1; list.get(0);
list.set(1,"t"); int b = a;
在上面的程序中，由于指令的重排序，不能保证b的取值最后一定是1。然而在Oracle中的Java文档中有这样的描述：
Actions in a thread prior to placing an object into any concurrent collection happen-before actions subsequent to the access or removal of that element from the collection in another thread.
翻译过来就是，线程中将一个对象放入并发集合之前的操作happen-before另一线程中的访问或移除该集合元素的后续操作。具体对于上面的例子，保证了set happen-before get，就保证了b最后的值是1。
对于CopyOnWriteArrayList，如何保证set happen-before get。对lock的解锁与加锁是符合happen-before原则的，但是get方法中并没有加锁操作。除此之外，volatile变量的写操作happen-before读操作。setArray方法中有对volatile变量array的写操作，只要保证if else分支中都有setArray方法，就保证了set happen-before get。这里比较巧妙地运用了volatile变量的特性，在get方法不加锁的情况下，保证了happen-before原则。
总结来说，else分支中的操作不是为了CopyOnWriteArrayList本身的可见性，而是为了保证list外部非volatile变量操作的内存可见性。副本写入和无锁的get方法等特性使得CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的应用场景，但同时对内存的占用较高，不能保证读取数据的实时性，有可能会读到旧的数据。
参考文档