什么时候CopyOnWriteArraySet对实现线程安全的HashSet有用？

Question

Java有线程安全版本HashMap，命名为ConcurrentHashMap，线程安全版本TreeMap命名为ConcurrentSkipListMap，但HashSet没有ConcurrentHashSet。

相反，通常有4种方式使用线程安全Set：

1. Set<String> mySet = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>());
2. Set<String> s = Collections.synchronizedSet(new HashSet<String>());
3. ConcurrentSkipListSet<E>
4. CopyOnWriteArraySet<E>

1使用ConcurrentHashMapkeySet()实现均为Set和线程安全。

2使用​​的方式，似乎不推荐这种方式。

3是基于ConcurrentSkipListMap而被广泛使用。

4基于CopyOnWriteArrayList，因此它具有相同的基本属性CopyOnWriteArrayList。以下是选择从CopyOnWriteArraySet DOC：http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/CopyOnWriteArraySet.html

• 它是最适合于中集大小一般留 小，只读操作远多于可变操作应用程序，并 你需要防止遍历期间线程间的干扰。
• 它是线程安全的。
• 突变操作（添加，设置，删除等）很昂贵，因为它们通常需要复制整个底层阵列。
• 迭代器不支持可变删除操作。
• 通过迭代器遍历很快，不会受到来自其他线程的干扰。
• 迭代器构建时，迭代器依赖于数组的不变快照。

由于1和3是常用的，为什么CopyOnWriteArraySet存在？ CopyOnWriteArraySet何时有用？

补充：CopyOnWriteArraySet基于CopyOnWriteArrayList，并在List数据结构contains操作是O（n），而Set数据结构是高性能contains操作，可能有人解释一下吗？

Answer 1

当您有一个线程安全集合的一小组元素时，它非常有用。

一个例子是一组听众。您需要确保唯一性并有效地对它们进行迭代。

BTW CopyOnWriteArraySet具有每个参考基础上的最低开销。它可能只有其他馆藏的1/6。如果你有很多它们，这是特别有用的。

while set data structure for high performance contains operation，有谁能解释这个吗？

COWAS在内存方面效率更高，contains比其他方案更快。什么是“高性能”取决于用例。

Answer 2

写入时复制结构在功能不变。

的Java在一个点有一个非常可怜的故事，以提供诸如集上写的结构不变的看法。例如，如果你有一个成员，并且你公开地返回它，调用者可以转过来编辑它，因此编辑你的对象的内部状态！但你还能做什么，在从任何公共职能返回之前复制整个事情？这将是毫无意义的缓慢。

这是Java历史上较早的故事。他们几乎完全依赖于不可变的对象（字符串是一个例子）。集合是这种模式的一个例外，因此从封装的角度来看是有问题的。当加入CopyOnWriteArraySet，unmodifiableCollection和unmodifiableSet还不存在（虽然unmodifiableCollection在很大程度上解决了这个问题，我仍然觉得它比其他语言提供了一个更麻烦的解决方案，使用自定义的数据结构，尤其是当）。所以这可能解释了首先创建CopyOnWriteArraySet的最大动机。您可以返回CopyOnWriteArraySet，而不用担心别人会修改对象的内部状态，也不会浪费时间制作不必要的副本。

写入时复制是一种时尚，几年前，但它是多线程编程出了名的低效想法，比其他车型低效率。从你发布的文档中，他们通过创建线程本地快照来加快迭代，这意味着他们花费内存来弥补。所以只要你的数据很小就可以使用它，因为内存快照不会浪费太多内存。

Answer 3

测试代码：

Set<String> a = new CopyOnWriteArraySet<String>(); 
    for(int i=0;i<10;i++) { 
     a.add("str" + i); 
    } 
    boolean flag = true; 
    long t1 = System.currentTimeMillis(); 
    for(int i=0;i<200000;i++) { 
     flag = a.contains("str" + i); 
    } 
    System.out.println(System.currentTimeMillis() - t1); 

    Set<String> b = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>()); 
    for(int i=0;i<10;i++) { 
     b.add("str" + i); 
    } 
    t1 = System.currentTimeMillis(); 
    for(int i=0;i<200000;i++) { 
     flag = b.contains("str" + i); 
    } 
    System.out.println(System.currentTimeMillis() - t1); 

可见CopyOnWriteArraySet比Collections.newSetFromMap慢。由于测试用例是一个非常小的Set，只读操作，CopyOnWriteArraySet似乎并不更好。