如何使CircularFifoQueue线程安全？

Posted 2021-04-13

我想用CircularFifoQueue和春天的ExecutorService。

以下不编译，因为CircularFifoQueue不是BlockingQueue类型。但它显示了我想要实现的目标：

int threads = 10;
int queueSize = 500;
new java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor(threads, threads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 
                new CircularFifoQueue(queueSize));

附：

package org.apache.commons.collections4.queue;

public class CircularFifoQueue<E> extends AbstractCollection<E>
       implements Queue<E>, BoundedCollection<E>, Serializable

问题：上面的代码是否提供了线程安全性（因为CircularFifoQueue本身不是线程安全的）？如果没有，我怎么能让它线程安全？

答案

工作队列意味着阻塞，因此你需要添加一个decorator来使CircularFifoQueue成为BLockingQueue。

class BlockingCircularFifoQueue<E> implements BlockingQueue<E>{
  private CircularFifoQueue<E> backingCollection;
  ...
} 

并在需要时委托支持集合。当然，你需要得到Conditions和Lock。

另一答案

您必须实际编写自己的队列实现。由于CircularFifoQueue使用底层数组来保存元素，因此我将以java.util.concurrent包中的ArrayBlockingQueue数据结构作为起点。

示例：

class ThreadSafeCircularFifoQueue<T> extends CircularFifoQueue<T> implements BlockingQueue<T> {

    /** Main lock guarding all access */
    final ReentrantLock lock;

    /** Condition for waiting takes */
    private final Condition notEmpty;

    /** Condition for waiting puts */
    private final Condition notFull;

    @Override
    public int size() {

        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            return super.size();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //and so forth
}

另一答案

您可以使用commons-collections QueueUtils.synchronizedQueue进行同步

Queue queue = QueueUtils.synchronizedQueue(new CircularFifoQueue());

但根据javadoc，它需要额外的串行访问同步：

为了保证串行访问，必须通过返回的队列完成对后备队列的所有访问。

当迭代时，用户必须手动同步返回的队列：

Queue queue = QueueUtils.synchronizedQueue(new CircularFifoQueue());
...
synchronized(queue) {
    Iterator i = queue.iterator(); // Must be in synchronized block
    while (i.hasNext())
        foo(i.next());
    }
}

不遵循此建议可能会导致非确定性行为。