Java里的阻塞队列

Posted 2020-09-24 逆风天堂886

　　JDK7提供了7个阻塞队列，如下：

　　ArrayBlockingQueue  ： 一个数组结构组成的有界阻塞队列。

　　LinkedBlockingQueue ： 一个由链表结构组成的有界阻塞队列 。

　　PriorityBlockingQueue ： 一个支持优先级排序的无界阻塞队列 。

　　DelayQueue ： 一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列 。

　　SynchronousQueue ： 一个不存储元素的阻塞队列 。

　　LinkedTransferQueue ： 一个由链表结构组成的无界阻塞队列 。

　　LinkedBlockingDeque ： 一个由链表结构组成的双向阻塞队列 。

　　下面分别介绍几个队列 ：

1.ArrayBlockingQueue

　　ArrayBlockingQueue是一个由数组结构组成的有界阻塞队列，此队列按照FIFO的原则对元素进行排序 。

　　默认情况下不保证线程公平的访问队列，所谓公平的访问队列是指阻塞的线程，可以按照阻塞的先后顺序访问队列，即先阻塞线程先访问队列。非公平性是对先等待的线程是非公平的，当队列可用时，阻塞的线程都可以争夺队列的资格，有可能先阻塞的队列最后才访问队列。为了保证公平性通常都会降低吞吐量。下面的代码可以创建一个公平的阻塞队列：

ArrayBlockingQueue fairQueue = new ArrayBlockingQueue(100,true);

　　访问者的公平性是通过可重入锁实现的，构造函数如下：

    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];
        lock = new ReentrantLock(fair);
        notEmpty = lock.newCondition();
        notFull =  lock.newCondition();
    }

　　ArrayBlockingQueue使用一个Object数组保存数据，一个int类型的count表示当前队列添加的元素个数，有界保证依靠的两个Condition对象，下面看一下put()方法，代码如下：

public void put(E e) throws InterruptedException {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            //判断队列是否已满
            while (count == items.length)
                //如果已经满了，等待
                notFull.await();
            //插入
            insert(e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
}
private void insert(E x) {
    items[putIndex] = x;
    putIndex = inc(putIndex);//加1
    ++count;
    notEmpty.signal();
}

　　ArrayBlockingQueue在执行put操作时，首先获取锁，然后判断插入队列是否已满，如果队列已满则等待，否则顺利插入，并且执行一次notEmpty.signal()唤醒有可能队列为空的情况下执行take()操作在等待的线程 ，take()方法代码如下：

public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        //如果队列为空，则等待元素入队
        while (count == 0)
            notEmpty.await();
        return extract();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
private E extract() {
    final Object[] items = this.items;
    E x = this.<E>cast(items[takeIndex]);
    items[takeIndex] = null;
    takeIndex = inc(takeIndex);
    --count;
    notFull.signal();
    return x;
}

 　　take操作也是先判断队列是否为空，为空则等待，不为空则返回items[takeIndex] ，并且执行notFull.signal()唤醒可能在等待put操作的线程。

 

2.LinkedBlockingQueue