copyonwritearrayset 的迭代器是 fail-safe 的，因其采用写时复制机制：迭代时持有一份底层数组的不可变快照，读写解耦，不抛 concurrentmodificationexception 且无需加锁。

CopyOnWriteArraySet 的迭代器是 fail-safe 的，不是因为用了锁，而是靠“写时复制”（Copy-On-Write）机制实现无锁遍历——它在迭代开始时就对底层数组做了一次快照，后续所有读操作都基于这个不可变副本，写操作则新建数组并原子替换引用。

底层用 CopyOnWriteArrayList 实现

CopyOnWriteArraySet 内部不直接管理元素数组，而是包装了一个 CopyOnWriteArrayList。它的 add/remove/contains 等方法最终都委托给这个 list。而该 list 的核心特性就是：每次修改（add、remove、set）都会创建新数组，复制旧数据 + 修改后，再用 volatile 引用原子更新。

• 迭代器构造时，直接持有当前数组的引用（即那一刻的快照），不会随后续写操作变化
• 因此遍历时哪怕其他线程正在 add 或 remove，也不会抛 ConcurrentModificationException
• 也不需要加锁——读和写完全解耦，读走快照，写走新数组

迭代器的 fail-safe 行为怎么体现

调用 iterator() 返回的是 COWIterator，它内部保存了创建时刻的数组引用和当前下标。整个遍历过程只读这个数组，不访问原始集合对象的最新状态。

deep-java-review

Java项目代码review工具。分析Git变更+完整调用链路上下文，推断业务需求，进行多维度评分和分类汇总，生成完整PRD文档。包含细粒度Java代码审查清单（Null安全、异常处理、Streams、并发、equals/hashCode、资源管理、API设计、性能、MyBatis/ORM、事务边界、SQL/DD...

下载

• 即使中途有线程调用 add()，原数组被替换，COWIterator 仍遍历旧数组，看不到新增元素
• 如果中途有 remove() 删除了某个元素，只要该元素在快照数组里还存在，迭代器仍会返回它
• 没有同步块、没有 ReentrantLock、也没有 CAS 循环重试——纯粹靠不可变快照保证线程安全

为什么能无锁？关键在 volatile + 不可变快照

CopyOnWriteArrayList 的数组引用被声明为 volatile：private transient volatile Object[] array;。每次写操作完成新数组构建后，通过 setArray() 原子更新该引用。

• volatile 保证了新数组对所有线程立即可见，且禁止指令重排序，确保数组内容已初始化完毕才发布引用
• 迭代器拿到的是一个确定长度、确定内容的数组，全程只读，自然无需加锁
• 写操作成本高（复制+重建），但读操作零开销——这正是无锁遍历的代价交换

适用场景与注意事项

它适合读多写少、允许弱一致性（迭代结果不反映实时状态）的场景，比如监听器列表、配置白名单等。

• 不要在迭代过程中依赖“是否包含某新元素”，因为快照里没有
• 避免在高频写场景使用，否则内存和 GC 压力显著上升
• size() 返回的是当前快照长度，但注意：它和迭代器看到的元素数量一定一致，因为 size 也是基于同一数组引用读取的

Java免费学习笔记：立即使用
解锁 Java 大师之旅：从入门到精通的终极指南