关于CopyOnWriteArrayList的介绍可以参考之前文章中的CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet（其中分析了它的特点以及适合的使用场景，建议看一下）。本文原本是打算分析CopyOnWriteArrayList的源码的，结果看了一下其源码实现比较简单，只是有一个地方很难理解。本文就只探讨这个点。
相关代码如下：
/** The array, accessed only via getArray/setArray. */
private volatile transient Object[] array;
public E set(int index, E element) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
E oldValue = get(elements, index);
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();
}
}
我们知道，COWArrayList底层有一个不可变数组，任何对它的修改都会导致整个数组被复制，这正是上面if代码块中所做的工作，难理解的地方发生在else代码块中，这里oldValue == element，值没有发生变化，按理说不需要任何修改，那为什么这里调用setArray方法呢？注释中所说的保证volatile写语义（ensures volatile write semantics）又是什么意思呢？
首先来看一下volatile write semantics是什么意思？
在回答这个问题之前，我们先来看一下与之相关的一个概念happens-before，在之前的文章《深入理解Java内存模型（一）——基础》中对其做了介绍，我们摘取部分内容如下。
从JDK5开始，java使用新的JSR -133内存模型（本文除非特别说明，针对的都是JSR- 133内存模型）。JSR-133使用happens-before的概念来阐述操作之间的内存可见性。在JMM中，如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见，那么这两个操作之间必须要存在happens-before关系。这里提到的两个操作既可以是在一个线程之内，也可以是在不同线程之间。
与程序员密切相关的happens-before规则如下：
- 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens- before 于该线程中的任意后续操作。
- 监视器锁规则：对一个监视器锁的解锁，happens- before 于随后对这个监视器锁的加锁。
- volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens- before 于任意后续对这个volatile域的读。
- 传递性：如果A happens- before B，且B happens- before C，那么A happens- before C。
关于对happen-before的理解，个人的经验是不要纠结于多线程，要从底层（CPU、内存）上理解。
接下来我们就来看一下volatile的内存语义，在前面的文章《深入理解Java内存模型（四）——volatile》中详细介绍了volatile的内存语义，强烈建议读者再仔细读一下。这里我们摘抄部分内容如下：
volatile写-读的内存语义
volatile写的内存语义如下：
- 当写一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量刷新到主内存。
以上面示例程序VolatileExample为例，假设线程A首先执行writer()方法，随后线程B执行reader()方法，初始时两个线程的本地内存中的flag和a都是初始状态。下图是线程A执行volatile写后，共享变量的状态示意图：
如上图所示，线程A在写flag变量后，本地内存A中被线程A更新过的两个共享变量的值被刷新到主内存中。此时，本地内存A和主内存中的共享变量的值是一致的。
volatile读的内存语义如下：
- 当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量。
下面是线程B读同一个volatile变量后，共享变量的状态示意图：
如上图所示，在读flag变量后，本地内存B已经被置为无效。此时，线程B必须从主内存中读取共享变量。线程B的读取操作将导致本地内存B与主内存中的共享变量的值也变成一致的了。
如果我们把volatile写和volatile读这两个步骤综合起来看的话，在读线程B读一个volatile变量后，写线程A在写这个volatile变量之前所有可见的共享变量的值都将立即变得对读线程B可见。
下面对volatile写和volatile读的内存语义做个总结：
- 线程A写一个volatile变量，实质上是线程A向接下来将要读这个volatile变量的某个线程发出了（其对共享变量所在修改的）消息。
- 线程B读一个volatile变量，实质上是线程B接收了之前某个线程发出的（在写这个volatile变量之前对共享变量所做修改的）消息。
- 线程A写一个volatile变量，随后线程B读这个volatile变量，这个过程实质上是线程A通过主内存向线程B发送消息。
- 现在答案基本上已经出来了，setArray(elements)是对volatile成员array的写操作，假设现在有两个线程A，B，有一个共享变量int global，有一个CopyOnWriteArrayList实例cow。
- 其中A线程中执行如下操作：
- global = 1； //a
- cow.set(1,element); //b
- 在线程B中执行如下操作：
- cow.get(1); // c
- int copy = global; //d
- 根据上面所介绍的volatile的内存语义，线程A中对global变量的修改对线程B是可见的。分析如下：
- a happen-before b （程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens- before 于该线程中的任意后续操作。）
- c happen-before d（同上）
- b happen-before c （volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens- before 于任意后续对这个volatile域的读。）
- a happen-before d （传递性：如果A happens- before B，且B happens- before C，那么A happens- before C。）
- 假如上面的set函数中没有setArray(elements)的话，线程A中对global的修改就可能对线程B不可见。
- 就分析到这里。
