Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue常用方法

本文基于jdk1.8进行分析

ArrayBlockingQueue的功能简介参考https://www.jb51.net/article/154211.htm。

首先看一下ArrayBlockingQueue的成员变量。如下图。最主要的成员变量是items,它是一个Object类型的数组用于保存阻塞队列中的元素。其次是takeIndex,putIndex,count,分别表示了从队列获取元素的位置,往队列里放元素的位置和队列中元素的个数。然后是lock,notEmpty和notFull三个和锁相关的成员变量。lock是一个可重入锁,而notEmpty和notFull是和lock绑定的2个Condition。对可重入锁不是很了解的同学,可以参考这篇文章https://www.jb51.net/article/154207.htm。对可重入锁的理解,是理解ArrayBlockingQueue的基础。也可以这么说,理解了可重入锁,那么在理解ArrayBlockingQueue就很顺利了。

  /** The queued items **/
  final Object[] items;
  /** items index for next take, poll, peek or remove **/
  int takeIndex;
  /** items index for next put, offer, or add **/
  int putIndex;
  /** Number of elements in the queue **/
  int count;
  /**
   * Concurrency control uses the classic two-condition algorithm
   * found in any textbook.
   **/
  /** Main lock guarding all access **/
  final ReentrantLock lock;
  /** Condition for waiting takes **/
  private final Condition notEmpty;
  /** Condition for waiting puts **/
  private final Condition notFull;
  /**
   * Shared state for currently active iterators, or null if there
   * are known not to be any. Allows queue operations to update
   * iterator state.
   **/
  transient Itrs itrs = null;

接下来介绍ArrayBlockingQueue的主要方法。首先是入队方法。ArrayBlockingQueue的入队方法有好几个,功能略有差异,下面我们逐一介绍各个入队方法。首先看一下put方法,如下图。put方法的功能是,往队列尾部插入指定元素,如果队列已满,那么就等待可用空间。方法的实现过程是,首先判断元素是否非空。然后,进行加锁,加锁后判断队列是否已满。如果已满,则等待不满条件。当被唤醒后,进行入队操作。入队方法中,会唤醒在notEmpty条件上等待的线程。

  /**
   * Inserts the specified element at the tail of this queue, waiting
   * for space to become available if the queue is full.
   * @throws InterruptedException {@inheritDoc}
   * @throws NullPointerException {@inheritDoc}
   **/
  public void put(E e) throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
      while (count == items.length)
        notFull.await();
      enqueue(e);
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }
  /**
   * Inserts element at current put position, advances, and signals.
   * Call only when holding lock.
   **/
  private void enqueue(E x) {
    // assert lock.getHoldCount() == 1;
    // assert items[putIndex] == null;
    final Object[] items = this.items;
    items[putIndex] = x;
    if (++putIndex == items.length)
      putIndex = 0;
    count++;
    notEmpty.signal();
  }

另一个入队方法是offer,代码如下。这个方法与add方法的区别是,offer方法是立刻返回的,它并不像add方法那样,当队列满时会一直等待。

  /**
   * Inserts the specified element at the tail of this queue if it is
   * possible to do so immediately without exceeding the queue's capacity,
   * returning {@code true} upon success and {@code false} if this queue
   * is full. This method is generally preferable to method {@link #add},
   * which can fail to insert an element only by throwing an exception.
   * @throws NullPointerException if the specified element is null
   **/
  public boolean offer(E e) {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
      if (count == items.length)
        return false;
      else {
        enqueue(e);
        return true;
      }
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }

接下来看一下出队方法take,代码如下。首先对可重入锁加锁,然后判断元素个数是否为0.如果为0,则等待不空条件,否则进行出队操作。

  public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
      while (count == 0)
        notEmpty.await();
      return dequeue();
    } finally {
      lock.unlock();
    }
  }

ArrayListBlockingqueue中还有其他相关方法,这里就不一一介绍了。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对我们的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接

(0)

相关推荐

  • Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue功能简介

    本文基于jdk1.8进行分析. 阻塞队列是java开发时常用的一个数据结构.首先看一下阻塞队列的作用是什么.阻塞队列的作用,从源码中类的注释中来了解,是最清晰准确的. ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列.提供FIFO的功能.队列头上的元素是在队列中呆了最长时间的元素,队列尾上的元素是在队列中呆了时间最短的元素.新元素会插入在队列尾部,从队列获取元素时会从队列头上获取. 这是一个传统的有界队列,在这个有界队列里,一个固定大小的数组用来保存生产者产生的元素和消费者获取

  • 深入理解Java线程编程中的阻塞队列容器

    1. 什么是阻塞队列? 阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列.这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空.当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用.阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程.阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素. 阻塞队列提供了四种处理方法: 抛出异常:是指当阻塞队列满时候,再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException("Q

  • java 中 阻塞队列BlockingQueue详解及实例

    java 中 阻塞队列BlockingQueue详解及实例 BlockingQueue很好的解决了多线程中数据的传输,首先BlockingQueue是一个接口,它大致有四个实现类,这是一个很特殊的队列,如果BlockQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒.同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作.

  • Java并发编程之阻塞队列详解

    1.什么是阻塞队列? 队列是一种数据结构,它有两个基本操作:在队列尾部加入一个元素,从队列头部移除一个元素.阻塞队里与普通的队列的区别在于,普通队列不会对当前线程产生阻塞,在面对类似消费者-生产者模型时,就必须额外的实现同步策略以及线程间唤醒策略.使用阻塞队列,就会对当前线程产生阻塞,当队列是空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞,当队列是满时,往队列里添加元素的操作也会被阻塞. 2.主要的阻塞队列及其方法 java.util.concurrent包下提供主要的几种阻塞队列,主要有以下几个: 1

  • Java 阻塞队列详解及简单使用

     Java 阻塞队列详解 概要: 在新增的Concurrent包中,BlockingQueue很好的解决了多线程中,如何高效安全"传输"数据的问题.通过这些高效并且线程安全的队列类,为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利.本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员,包括他们各自的功能以及常见使用场景. 认识BlockingQueue阻塞队列,顾名思义,首先它是一个队列,而一个队列在数据结构中所起的作用大致如下图所示: 从上图我们可以很清楚看到,通过一个共享的队列,

  • 详解Java阻塞队列(BlockingQueue)的实现原理

    阻塞队列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的数据结构,BlockingQueue提供了线程安全的队列访问方式:当阻塞队列进行插入数据时,如果队列已满,线程将会阻塞等待直到队列非满:从阻塞队列取数据时,如果队列已空,线程将会阻塞等待直到队列非空.并发包下很多高级同步类的实现都是基于BlockingQueue实现的. BlockingQueue 的操作方法 BlockingQueue 具有 4 组不同的方法用于插入.移除以及对队列中的元素进行检查.如果

  • 剖析Java中阻塞队列的实现原理及应用场景

    我们平时使用的一些常见队列都是非阻塞队列,比如PriorityQueue.LinkedList(LinkedList是双向链表,它实现了Dequeue接口). 使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦.但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素.当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动

  • java阻塞队列实现原理及实例解析

    这篇文章主要介绍了java阻塞队列实现原理及实例解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 阻塞队列与普通队列的不同在于.当队列是空的时候,从队列中获取元素的操作将会被阻塞,或者当队列满时,往队列里面添加元素将会被阻塞.试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞,直到其他的线程往空的队列插入新的元素.同样,试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞,直到其他的线程使队列重新变得空闲起来,如从队列中移除一个或者多个元素,或者完

  • Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue常用方法

    本文基于jdk1.8进行分析 ArrayBlockingQueue的功能简介参考https://www.jb51.net/article/154211.htm. 首先看一下ArrayBlockingQueue的成员变量.如下图.最主要的成员变量是items,它是一个Object类型的数组用于保存阻塞队列中的元素.其次是takeIndex,putIndex,count,分别表示了从队列获取元素的位置,往队列里放元素的位置和队列中元素的个数.然后是lock,notEmpty和notFull三个和锁相

  • Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue介绍

    Java的阻塞队列,在实现时,使用到了lock和condition,下面是对其主要方法的介绍. 首先看一下,阻塞队列中使用到的锁. /** Main lock guarding all access **/ final ReentrantLock lock;​ /** Condition for waiting takes **/ private final Condition notEmpty;​ /** Condition for waiting puts **/ private final

  • Java源码解析之详解ReentrantLock

    ReentrantLock ReentrantLock是一种可重入的互斥锁,它的行为和作用与关键字synchronized有些类似,在并发场景下可以让多个线程按照一定的顺序访问同一资源.相比synchronized,ReentrantLock多了可扩展的能力,比如我们可以创建一个名为MyReentrantLock的类继承ReentrantLock,并重写部分方法使其更加高效. 当一个线程调用ReentrantLock.lock()方法时,如果ReentrantLock没有被其他线程持有,且不存在

  • Java源码解析之object类

    在源码的阅读过程中,可以了解别人实现某个功能的涉及思路,看看他们是怎么想,怎么做的.接下来,我们看看这篇Java源码解析之object的详细内容. Java基类Object java.lang.Object,Java所有类的父类,在你编写一个类的时候,若无指定父类(没有显式extends一个父类)编译器(一般编译器完成该步骤)会默认的添加Object为该类的父类(可以将该类反编译看其字节码,不过貌似Java7自带的反编译javap现在看不到了). 再说的详细点:假如类A,没有显式继承其他类,编译

  • Java源码解析之TypeVariable详解

    TypeVariable,类型变量,描述类型,表示泛指任意或相关一类类型,也可以说狭义上的泛型(泛指某一类类型),一般用大写字母作为变量,比如K.V.E等. 源码 public interface TypeVariable<D extends GenericDeclaration> extends Type { //获得泛型的上限,若未明确声明上边界则默认为Object Type[] getBounds(); //获取声明该类型变量实体(即获得类.方法或构造器名) D getGenericDe

  • Java源码解析之GenericDeclaration详解

    学习别人实现某个功能的设计思路,来提高自己的编程水平.话不多说,下面进入正题. GenericDeclaration 可以声明类型变量的实体的公共接口,也就是说,只有实现了该接口才能在对应的实体上声明(定义)类型变量,这些实体目前只有三个:Class(类).Construstor(构造器).Method(方法)(详见:Java源码解析之TypeVariable详解 源码 public interface GenericDeclaration { //获得声明列表上的类型变量数组 public T

  • Java源码解析之HashMap的put、resize方法详解

    一.HashMap 简介 HashMap 底层采用哈希表结构 数组加链表加红黑树实现,允许储存null键和null值 数组优点:通过数组下标可以快速实现对数组元素的访问,效率高 链表优点:插入或删除数据不需要移动元素,只需要修改节点引用效率高 二.源码分析 2.1 继承和实现 public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {

  • Java源码解析之接口Collection

    一.图示 二.方法定义 我们先想一想,公司如果要我们自己去封装一些操作数组或者链表的工具类,我么需要封装哪些功能呢?不妨就是统计其 大小,增删改查.清空或者是查看否含有某条数据等等.而collection接口就是把这些通常操作提取出来,使其更全面.更通用,那现在我们就来看看其源码都有哪些方法. //返回集合的长度,如果长度大于Integer.MAX_VALUE,返回Integer.MAX_VALUE int size(); //如果集合元素总数为0,返回true boolean isEmpty(

  • Java源码解析之平衡二叉树

    一.平衡二叉树的定义 平衡二叉树是一种二叉排序树,其中每一个节点的左子树和右子树的高度差至多等于1 .它是一种高度平衡的二叉排序树.意思是说,要么它是一棵空树,要么它的左子树和右子树都是平衡二叉树,且左子树和右子树的深度之差的绝对值不超过1 .我们将二叉树上结点的左子树深度减去右子树深度的值称为平衡因子BF (Balance Factor),那么平衡二叉树上所有结点的平衡因子只可能是-1 .0 和1. 这里举个栗子: 仔细看图中值为18的节点,18的节点的深度为2 .而它的右子树的深度为0,其差

随机推荐