LinkedBlockingQueue

Posted 2023-02-17

参考技术A

LinkedBlockingDeque在结构上有别于之前讲解过的阻塞队列，它不是Queue而是Deque，中文翻译成双端队列，双端队列指可以从任意一端入队或者出队元素的队列，实现了在队列头和队列尾的高效插入和移除

LinkedBlockingDeque是链表实现的线程安全的无界的同时支持FIFO、LIFO的双端阻塞队列，可以回顾下之前的LinkedBlockingQueue阻塞队列特点，本质上是类似的，但是又有些不同：

Queue和Deque的关系有点类似于单链表和双向链表，LinkedBlockingQueue和LinkedBlockingDeque的内部结点实现就是单链表和双向链表的区别，具体可参考源码。

在第二点中可能有些人有些疑问，两个互斥锁和一个互斥锁的区别在哪里？我们可以考虑以下场景：

A线程先进行入队操作，B线程随后进行出队操作，如果是LinkedBlockingQueue，A线程入队过程还未结束（已获得锁还未释放），B线程出队操作不会被阻塞等待（锁不同），如果是LinkedBlockingDeque则B线程会被阻塞等待（同一把锁）A线程完成操作才继续执行

LinkedBlockingQueue一般的操作是获取一把锁就可以，但有些操作例如remove操作，则需要同时获取两把锁，之前的LinkedBlockingQueue讲解曾经说明过

LinkedBlockingQueue 由于是单链表结构，只能一端操作，读只能在头，写只能在尾，因此两把锁效率更高。LinkedBlockingDeque 由于是双链表结构，两端头尾都能读写，因此只能用一把锁保证原子性。 当然效率也就更低

ArrayBlockingQueue

LinkedBlockingQueue

问题，为什么ArrayBlockingQueue 不能用两把锁
因为取出后，ArrayBlockingQueue 的元素需要向前移动。

LinkedBlockingQueue内部由单链表实现，只能从head取元素，从tail添加元素。添加元素和获取元素都有独立的锁，也就是说LinkedBlockingQueue是读写分离的，读写操作可以并行执行。LinkedBlockingQueue采用可重入锁(ReentrantLock)来保证在并发情况下的线程安全。

LinkedBlockingQueue一共有三个构造器，分别是无参构造器、可以指定容量的构造器、可以穿入一个容器的构造器。如果在创建实例的时候调用的是无参构造器，LinkedBlockingQueue的默认容量是Integer.MAX_VALUE，这样做很可能会导致队列还没有满，但是内存却已经满了的情况（内存溢出）。

size()方法会遍历整个队列，时间复杂度为O(n),所以最好选用isEmtpy

1.判断元素是否为null，为null抛出异常

2.加锁(可中断锁)

3.判断队列长度是否到达容量，如果到达一直等待

4.如果没有队满，enqueue()在队尾加入元素

5.队列长度加1，此时如果队列还没有满，调用signal唤醒其他堵塞队列

1.加锁(依旧是ReentrantLock)，注意这里的锁和写入是不同的两把锁

2.判断队列是否为空，如果为空就一直等待

3.通过dequeue方法取得数据

3.取走元素后队列是否为空，如果不为空唤醒其他等待中的队列

原理：在队尾插入一个元素， 如果队列没满，立即返回true； 如果队列满了，立即返回false。

原理：如果没有元素，直接返回null；如果有元素，出队

1、具体入队与出队的原理图 ：

图中每一个节点前半部分表示封装的数据x，后边的表示指向的下一个引用。

1.1、初始化

初始化之后，初始化一个数据为null，且head和last节点都是这个节点。

1.2、入队两个元素过后

1.3、出队一个元素后

表面上看，只是将头节点的next指针指向了要删除的x1.next，事实上这样我觉的就完全可以，但是jdk实际上是将原来的head节点删除了，而上边看到的这个head节点，正是刚刚出队的x1节点，只是其值被置空了。

2、三种入队对比：

3、三种出队对比：