Java源碼分析-ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue是JDK1.5開始concurrent包中提供的并發(fā)工具類允悦,是一個(gè)基于數(shù)組的有界的先進(jìn)先出隊(duì)列失受,如果加入元素時(shí)哎壳,數(shù)組已滿趴樱,或數(shù)組為空時(shí)馒闷,取元素都會阻塞當(dāng)前線程,是一個(gè)典型的生產(chǎn)者消費(fèi)者模式伊佃。類似的類還有LinkedBlockingQueue窜司,PriorityBlockingQueue。

繼承關(guān)系

public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E>
        implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable

public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E>

核心成員變量

    final Object[] items;    //保存元素

    /** items index for next take, poll, peek or remove */
    int takeIndex;    //指向隊(duì)頭

    /** items index for next put, offer, or add */
    int putIndex;     //指向隊(duì)尾

    /** Number of elements in the queue */
    int count;        //隊(duì)中元素計(jì)數(shù)

    /*
     * Concurrency control uses the classic two-condition algorithm
     * found in any textbook.
     */

    /** Main lock guarding all access */
    final ReentrantLock lock;          //可重入鎖

    /** Condition for waiting takes */
    private final Condition notEmpty;     //條件變量

    /** Condition for waiting puts */
    private final Condition notFull;        //條件變量

構(gòu)造方法

    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];      //初始化指定大小的有界隊(duì)列
        lock = new ReentrantLock(fair);  //fair指示該鎖是否是公平的
        notEmpty = lock.newCondition();
        notFull =  lock.newCondition();
    }

添加元素:put方法

   public void put(E e) throws InterruptedException {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count == items.length)
                notFull.await();     //添加元素時(shí)航揉,如果已滿塞祈,則阻塞當(dāng)前線程,等待在notFull這個(gè)條件變量上帅涂,等待notFull調(diào)用signal喚醒
            enqueue(e);    //此時(shí)隊(duì)列肯定未滿
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    private void enqueue(E x) {
        // assert lock.getHoldCount() == 1;
        // assert items[putIndex] == null;
        final Object[] items = this.items;
        items[putIndex] = x;              //將元素加入隊(duì)尾
        if (++putIndex == items.length) //將putIndex加1议薪,如果到達(dá)數(shù)組尾部尤蛮,則從0開始
            putIndex = 0;
        count++;                //增加計(jì)數(shù)
        notEmpty.signal();    //增加一個(gè)元素后,如果有線程等待在noEmpty條件變量上斯议,通知并喚醒一種一個(gè)線程产捞。
    }

put方法首先判斷隊(duì)列是否已滿,如果已滿哼御,則阻塞當(dāng)前線程坯临,等待在notFull這個(gè)條件變量上,等待notFull調(diào)用signal喚醒恋昼。當(dāng)隊(duì)列非空時(shí)看靠,將該元素加入隊(duì)尾,增加元素計(jì)數(shù)液肌,喚醒因?yàn)檫M(jìn)行去操作時(shí)數(shù)組為空而等待在notEmpty上的線程挟炬,通知它此時(shí)隊(duì)列已經(jīng)有元素了,你可以進(jìn)行取操作了嗦哆。

取元素:take方法

    public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count == 0)
                notEmpty.await(); //取元素但是隊(duì)列為空時(shí)谤祖,阻塞線程,等待在notEmpty上
            return dequeue();   //此時(shí)老速,隊(duì)列肯定非空粥喜,進(jìn)行出隊(duì)操作
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    private E dequeue() {
        // assert lock.getHoldCount() == 1;
        // assert items[takeIndex] != null;
        final Object[] items = this.items;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E x = (E) items[takeIndex];         //獲取隊(duì)頭元素
        items[takeIndex] = null;             
        if (++takeIndex == items.length)
            takeIndex = 0;                    
        count--;                                    //計(jì)數(shù)減1
        if (itrs != null)
            itrs.elementDequeued();
        notFull.signal();     //通知因?yàn)樘砑釉氐顷?duì)列已滿時(shí)而阻塞的線程,隊(duì)列此時(shí)可插入了
        return x;   //返回隊(duì)頭元素
    }

take方法和put方法類似烁峭,先檢查隊(duì)列是否為空容客,隊(duì)列為空時(shí),阻塞線程约郁,等待在notEmpty上缩挑。當(dāng)隊(duì)列非空時(shí),進(jìn)行出隊(duì)操作鬓梅。同時(shí)還要通知因?yàn)樘砑釉氐顷?duì)列已滿時(shí)而阻塞的線程供置,隊(duì)列此時(shí)可插入了。

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