System.arraycopy详解

一、前言
对数组的复制，有四种方法：

for
clone
System.arraycopy
arrays.copyof
下面分析一下最常用的System.arraycopy()

二、源码拜读
1、源码

2、参数分析
Object src : 原数组
int srcPos : 从元数据的起始位置开始
Object dest : 目标数组
int destPos : 目标数组的开始起始位置
int length : 要copy的数组的长度
三、深拷贝与浅拷贝
如何区分深拷贝与浅拷贝，简单点来说，就是假设B复制了A，当修改A时，看B是否会发生变化，如果B也跟着变了，说明这是浅拷贝，拿人手短，如果B没变，那就是深拷贝，自食其力。

1、简单类型（深拷贝）
package com.guor.test.javaSE.collection;

import java.util.Arrays;

public class ArrayTest {

public static void main(String[] args) {
	getStringArrayFromObjectArray2();
}

private static void copySelf() {
	int[] ids = { 1, 2, 3, 4, 5 };  
	System.out.println(Arrays.toString(ids));
	//System.arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length);
	// 把从索引0开始的2个数字复制到索引为3的位置上  
	System.arraycopy(ids, 0, ids, 3, 2);
	System.out.println(Arrays.toString(ids));//[1, 2, 3, 1, 2]
}

private static void copyToOther() {
	int[] ids = { 1, 2, 3, 4, 5 };  
	//将数据的索引1开始的3个数据复制到目标的索引为0的位置上  
	int[] other = new int[5];
	System.arraycopy(ids, 1, other, 0, 3);
	System.out.println(Arrays.toString(ids));//[1, 2, 3, 4, 5]深复制
	System.out.println(Arrays.toString(other));//[2, 3, 4, 0, 0]
}

//如果是类型转换问题，获取整形
private static void getIntegerArrayFromObjectArray() {
	Object[] obj1 = { 1, 2, 3, "4", "5" }; 
	Integer[] obj2 = new Integer[5];
	
	try {
		System.arraycopy(obj1, 0, obj2, 0, obj1.length);
	} catch (Exception e) {
		System.out.println("transfer exception:"+e);
	}
	System.out.println(Arrays.toString(obj1));
	System.out.println(Arrays.toString(obj2));
}

//获取Object数组中的字符串类型数据
private static void getStringArrayFromObjectArray1() {
	Object[] obj3 = { 1, 2, 3, "4", "5" }; 
	String[] obj4 = new String[5];
	try {
		System.arraycopy(obj3, 2, obj4, 2, 3);
	} catch (Exception e) {
		//transfer exception:java.lang.ArrayStoreException
		System.out.println("transfer exception:"+e);
	}
	System.out.println(Arrays.toString(obj3));
	//[null, null, null, null, null]
	System.out.println(Arrays.toString(obj4));
}

//获取Object数组中的字符串类型数据
private static void getStringArrayFromObjectArray2() {
	Object[] obj3 = { 1, 2, 3, "4", "5" }; 
	String[] obj4 = new String[5];
	try {
		System.arraycopy(obj3, 3, obj4, 3, 2);
	} catch (Exception e) {
		System.out.println("transfer exception:"+e);
	}
	System.out.println(Arrays.toString(obj3));
	//[null, null, null, 4, 5]
	System.out.println(Arrays.toString(obj4));
	obj3[3] = "zhangssan";
	System.out.println("查看是浅复制还是深复制~~~~~");
	System.out.println(Arrays.toString(obj3));
	System.out.println(Arrays.toString(obj4));
}

}
只有普通数据类型和String类型是深拷贝！

2、二维数组（浅拷贝）
//二维数组
public static void twoArray() {
int[] arr1 = {1, 2};
int[] arr2 = {3, 4};
int[] arr3 = {5, 6};

int[][] src = new int[][]{arr1, arr2, arr3};

print("原始模样：", src);
int[][] dest = new int[3][];
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 3);

System.out.println("改变前");
print("src = ", src);
print("dest = ", dest);

//原数组改变后观察新数组是否改变，改变->浅复制，不改变->深复制
src[0][0] = -1;

System.out.println("改变后");
print("src = ", src);
print("dest = ", dest);

}

//二维数组toString()
private static void print(String string, int[][] arr) {
System.out.print(string);
for (int[] a : arr) {
for (int i : a) {
System.out.print(i + " “);
}
System.out.print(”,");
}
System.out.println();
}
二维数组属于浅拷贝，原始数组改变后，复制的数据也发生了改变！

3、对象复制（深拷贝？）

四、System.arraycopy是不安全的
1、代码实例
多线程对数组进行复制，看System.arraycopy线程是否安全？

package com.guor.test.javaSE.collection;

import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ArrayTest2 {
private static int[] arrayOriginal = new int[1024 * 1024 * 10];
private static int[] arraySrc = new int[1024 * 1024 * 10];
private static int[] arrayDest = new int[1024 * 1024 * 10];
private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

private static void modify() {
    for (int i = 0; i < arraySrc.length; i++) {
        arraySrc[i] = i + 1;
    }
}

private static void copy() {
    System.arraycopy(arraySrc, 0, arrayDest, 0, arraySrc.length);
}

private static void init() {
    for (int i = 0; i < arraySrc.length; i++) {
        arrayOriginal[i] = i;
        arraySrc[i] = i;
        arrayDest[i] = 0;
    }
}

private static void doThreadSafeCheck() throws Exception {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        System.out.println("run count: " + (i + 1));
        init();
        Condition condition = lock.newCondition();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();
                condition.signalAll();
                lock.unlock();
                copy();
            }
        }).start();


        lock.lock();
        // 这里使用 Condition 来保证拷贝线程先已经运行了.
        condition.await();
        lock.unlock();

        Thread.sleep(2); // 休眠2毫秒, 确保拷贝操作已经执行了, 才执行修改操作.
        modify();

        // 如果 System.arraycopy 是线程安全的, 那么先执行拷贝操作, 再执行修改操作时, 不会影响复制结果, 因此 arrayOriginal 必然等于 arrayDist; 
        if (!Arrays.equals(arrayOriginal, arrayDest)) {
            throw new RuntimeException("System.arraycopy is not thread safe");
        }
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //doThreadSafeCheck();
    executeTime();
}

private static void executeTime() {
	String[] srcArray = new String[1000000];
    String[] forArray = new String[srcArray.length];
    String[] arrayCopyArray  = new String[srcArray.length];
    
    //初始化数组
    for(int i  = 0 ; i  < srcArray.length ; i ++){
        srcArray[i] = String.valueOf(i);
    }
    
    long forStartTime = System.currentTimeMillis();
    for(int index  = 0 ; index  < srcArray.length ; index ++){
        forArray[index] = srcArray[index];
    }
    long forEndTime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("for方式复制数组："  + (forEndTime - forStartTime));
    
    long arrayCopyStartTime = System.currentTimeMillis();
    System.arraycopy(srcArray,0,arrayCopyArray,0,srcArray.length);
    long arrayCopyEndTime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("System.arraycopy复制数组："  + (arrayCopyEndTime - arrayCopyStartTime));
}

}
2、代码思路分析
arrayOriginal 和 arraySrc 初始化时是相同的, 而 arrayDist 是全为零的.

启动一个线程运行 copy() 方法来拷贝 arraySrc 到 arrayDist 中.

在主线程执行 modify() 操作, 修改 arraySrc 的内容. 为了确保 copy() 操作先于 modify() 操作, 我使用 Condition, 并且延时了两毫秒, 以此来保证执行拷贝操作(即System.arraycopy) 先于修改操作.

根据第三点, 如果 System.arraycopy 是线程安全的, 那么先执行拷贝操作, 再执行修改操作时, 不会影响复制结果, 因此 arrayOriginal 必然等于 arrayDist; 而如果 System.arraycopy 是线程不安全的, 那么 arrayOriginal 不等于 arrayDist.

3、控制台输出

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