三十七、阻塞隊(duì)列(三)常見(jiàn)的阻塞隊(duì)列

BlockingQueue 接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)都被放在了 J.U.C 包中派昧,常見(jiàn)的和常用的實(shí)現(xiàn)類(lèi)包括 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue拢切、SynchronousQueue蒂萎、PriorityBlockingQueue,以及 DelayQueue淮椰。

1五慈、ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue 是最典型的有界隊(duì)列,其內(nèi)部是用數(shù)組存儲(chǔ)元素的主穗,利用 ReentrantLock 實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全泻拦。

在創(chuàng)建它的時(shí)候就需要指定它的容量,之后不可以再擴(kuò)容忽媒,在構(gòu)造函數(shù)中同樣可以指定是否是公平的聪轿,代碼如下:

ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)

第一個(gè)參數(shù)是容量,第二個(gè)參數(shù)是是否公平猾浦。正如 ReentrantLock 一樣陆错,如果 ArrayBlockingQueue 被設(shè)置為非公平的,那么就存在插隊(duì)的可能金赦;如果設(shè)置為公平的音瓷,那么等待了最長(zhǎng)時(shí)間的線(xiàn)程會(huì)被優(yōu)先處理,其他線(xiàn)程不允許插隊(duì)夹抗,不過(guò)這樣的公平策略同時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的性能損耗绳慎,因?yàn)榉枪降耐掏铝客ǔ?huì)高于公平的情況。

2漠烧、LinkedBlockingQueue

這是一個(gè)內(nèi)部用鏈表實(shí)現(xiàn)的 BlockingQueue杏愤。如果不指定它的初始容量,那么它容量默認(rèn)就為整型的最大值 Integer.MAX_VALUE已脓,由于這個(gè)數(shù)非常大珊楼,通常不可能放入這么多的數(shù)據(jù),所以 LinkedBlockingQueue 也被稱(chēng)作無(wú)界隊(duì)列度液,代表它幾乎沒(méi)有界限厕宗。

3、SynchronousQueue

如圖所示堕担,SynchronousQueue 最大的不同之處在于已慢,它的容量為 0,所以沒(méi)有一個(gè)地方來(lái)暫存元素霹购,導(dǎo)致每次取數(shù)據(jù)都要先阻塞佑惠,直到有數(shù)據(jù)被放入;同理,每次放數(shù)據(jù)的時(shí)候也會(huì)阻塞膜楷,直到有消費(fèi)者來(lái)取乍丈。

需要注意的是,SynchronousQueue 的容量不是 1 而是 0把将,因?yàn)?SynchronousQueue 不需要去持有元素轻专,它所做的就是直接傳遞(direct handoff)。由于每當(dāng)需要傳遞的時(shí)候察蹲,SynchronousQueue 會(huì)把元素直接從生產(chǎn)者傳給消費(fèi)者请垛,在此期間并不需要做存儲(chǔ),所以如果運(yùn)用得當(dāng)洽议,它的效率是很高的宗收。

4、PriorityBlockingQueue

前面所說(shuō)的 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 都是采用先進(jìn)先出的順序進(jìn)行排序亚兄,可是如果有的時(shí)候需要自定義排序怎么辦呢混稽?這時(shí)就需要使用 PriorityBlockingQueue。

PriorityBlockingQueue 是一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)的無(wú)界阻塞隊(duì)列审胚,可以通過(guò)自定義類(lèi)實(shí)現(xiàn) compareTo() 方法來(lái)指定元素排序規(guī)則匈勋,或者初始化時(shí)通過(guò)構(gòu)造器參數(shù) Comparator 來(lái)指定排序規(guī)則。同時(shí)膳叨,插入隊(duì)列的對(duì)象必須是可比較大小的洽洁,也就是 Comparable 的,否則會(huì)拋出 ClassCastException 異常菲嘴。

它的 take 方法在隊(duì)列為空的時(shí)候會(huì)阻塞饿自,但是正因?yàn)樗菬o(wú)界隊(duì)列,而且會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容龄坪,所以它的隊(duì)列永遠(yuǎn)不會(huì)滿(mǎn)昭雌,所以它的 put 方法永遠(yuǎn)不會(huì)阻塞,添加操作始終都會(huì)成功健田,也正因?yàn)槿绱酥蛭裕某蓡T變量里只有一個(gè) Condition:

private final Condition notEmpty;

這和之前的 ArrayBlockingQueue 擁有兩個(gè) Condition(分別是 notEmpty 和 notFull)形成了鮮明的對(duì)比,PriorityBlockingQueue 不需要 notFull抄课,因?yàn)樗肋h(yuǎn)都不會(huì)滿(mǎn)唱星,真是“有空間就可以任性”雳旅。

5跟磨、DelayQueue

DelayQueue 這個(gè)隊(duì)列比較特殊,具有“延遲”的功能攒盈。可以設(shè)定讓隊(duì)列中的任務(wù)延遲多久之后執(zhí)行抵拘,比如 10 秒鐘之后執(zhí)行,這在例如“30 分鐘后未付款自動(dòng)取消訂單”等需要延遲執(zhí)行的場(chǎng)景中被大量使用型豁。

它是無(wú)界隊(duì)列僵蛛,放入的元素必須實(shí)現(xiàn) Delayed 接口尚蝌,而 Delayed 接口又繼承了 Comparable 接口,所以自然就擁有了比較和排序的能力充尉,代碼如下:

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

可以看出這個(gè) Delayed 接口繼承自 Comparable飘言,里面有一個(gè)需要實(shí)現(xiàn)的方法,就是 getDelay驼侠。這里的 getDelay 方法返回的是“還剩下多長(zhǎng)的延遲時(shí)間才會(huì)被執(zhí)行”姿鸿,如果返回 0 或者負(fù)數(shù)則代表任務(wù)已過(guò)期。

元素會(huì)根據(jù)延遲時(shí)間的長(zhǎng)短被放到隊(duì)列的不同位置倒源,越靠近隊(duì)列頭代表越早過(guò)期苛预。

DelayQueue 內(nèi)部使用了 PriorityQueue 的能力來(lái)進(jìn)行排序,而不是自己從頭編寫(xiě)笋熬,我們?cè)诠ぷ髦锌梢詫W(xué)習(xí)這種思想热某,對(duì)已有的功能進(jìn)行復(fù)用,不但可以減少開(kāi)發(fā)量胳螟,同時(shí)避免了“重復(fù)造輪子”昔馋,更重要的是,對(duì)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行合理的運(yùn)用糖耸,讓知識(shí)變得更靈活绒极,做到觸類(lèi)旁通。

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