前言
在一次項(xiàng)目中冠桃，偶遇BlockingQueue命贴，特意查了下用法，使我對(duì)它有了強(qiáng)列的興趣食听，經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)胸蛛，將其整理，用圖解的方式解釋樱报，方便理解葬项。
介紹
在新增的Concurrent包中，BlockingQueue很好的解決了多線程中迹蛤，如何高效安全“傳輸”數(shù)據(jù)的問題民珍。通過這些高效并且線程安全的隊(duì)列類，為我們快速搭建高質(zhì)量的多線程程序帶來極大的便利盗飒。圖(1_0.png)是其繼承關(guān)系嚷量，可以看出BlockingQueue是繼承Queue。
我們先看下BlockQueue的圖解逆趣，通過圖蝶溶，我們很容易理解，這是一個(gè)隊(duì)列基本圖宣渗，在圖中抖所，我們發(fā)現(xiàn)入隊(duì)有put、add落包、offer三個(gè)方法。出隊(duì)有poll摊唇、remove咐蝇、take三個(gè)方法，就是因?yàn)檫@幾個(gè)方法巷查，使得blockQueue功能很強(qiáng)大有序。
put、add岛请、offer 區(qū)別
- put
把Object加到BlockingQueue里,如果BlockQueue沒有空間,則調(diào)用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里面有空間再繼續(xù). - add
把Object加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則報(bào)異常 - offer
將Object加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則返回false.
當(dāng)隊(duì)列滿了旭寿，put阻塞，等有了再加崇败，add直接報(bào)錯(cuò)盅称，offer返回狀態(tài)
poll肩祥、remove、take 區(qū)別
- take
取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象,若BlockingQueue為空,阻斷進(jìn)入等待狀態(tài)直到Blocking有新的對(duì)象被加入為止 - remove
取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象,若不能立即取出,則拋出異常 - poll
取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象,若不能立即取出,則可以等time參數(shù)規(guī)定的時(shí)間,
取不到時(shí)返回null;
當(dāng)隊(duì)列空了缩膝，take取不到就等混狠，remove就拋異常，poll就返回null
阻塞模型
-
當(dāng)隊(duì)列滿了疾层，再往隊(duì)列里put數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)線程等待将饺，模型如下
Paste_Image.png 當(dāng)隊(duì)列空了，再往隊(duì)列里take數(shù)據(jù)痛黎，就會(huì)出現(xiàn)線程等待予弧，模型如下
實(shí)現(xiàn)了BlockingQueue的類
我們常用的隊(duì)列就linkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue。
LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue
- 區(qū)別
我們區(qū)分下LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue湖饱，凡是linked打頭的都是內(nèi)部維護(hù)一個(gè)鏈表掖蛤，Array打頭的是維護(hù)一個(gè)數(shù)組，實(shí)現(xiàn)方式不一樣琉历，功能也有所區(qū)別坠七。 - LinkedBlockingQueue是內(nèi)部維護(hù)一個(gè)鏈表，當(dāng)執(zhí)行put方法時(shí)旗笔，程序會(huì)先獲得一個(gè)重入鎖彪置，防止多線程同時(shí)操作產(chǎn)生數(shù)據(jù)不正確，然后后生成一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（Node）添加到鏈表的最后面蝇恶。如果隊(duì)列滿拳魁，則使用java.util.concurrent.locks.Condition的await()方法來阻塞繼續(xù)添加。
這是put方法源碼：
public void put(E e) throws InterruptedException {
if (e == null) throw new NullPointerException();
int c = -1;
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
final AtomicInteger count = this.count;
putLock.lockInterruptibly();
try {
while (count.get() == capacity) {
notFull.await();
}
enqueue(e);
c = count.getAndIncrement();
if (c + 1 < capacity)
notFull.signal();
} finally {
putLock.unlock();
}
if (c == 0)
signalNotEmpty();
}
take()取數(shù)據(jù)也用了await()方法撮弧，了解原理后潘懊，發(fā)現(xiàn)取數(shù)據(jù)時(shí)當(dāng)鏈表為空時(shí)，就阻塞贿衍。
這是take()方法源碼：
public E take() throws InterruptedException {
E x;
int c = -1;
final AtomicInteger count = this.count;
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lockInterruptibly();
try {
while (count.get() == 0) {
notEmpty.await();
}
x = dequeue();
c = count.getAndDecrement();
if (c > 1)
notEmpty.signal();
} finally {
takeLock.unlock();
}
if (c == capacity)
signalNotFull();
return x;
} - ArrayBlockingQueue是內(nèi)部維護(hù)一個(gè)數(shù)組授舟，當(dāng)執(zhí)行put方法時(shí)，程序也會(huì)先獲得一個(gè)重入鎖贸辈，防止多純種同時(shí)操作數(shù)組释树，然后直接插入到數(shù)組上面，這里和linkedBlockingQueue有個(gè)區(qū)別就是不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象節(jié)點(diǎn)擎淤，開銷上插入比LinkedBlockQueue節(jié)省空間奢啥。
這是put方法源碼：
public void put(E e) throws InterruptedException {
if (e == null) throw new NullPointerException();
final E[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
} catch (InterruptedException ie) {
notFull.signal(); // propagate to non-interrupted thread
throw ie;
}
insert(e);
} finally {
lock.unlock();
}
} -
總結(jié)
這兩個(gè)隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)幾乎都是相似的，我們可以理解成對(duì)應(yīng)的數(shù)組和鏈表的實(shí)現(xiàn)嘴拢。并且是線程安全的桩盲，在特定場(chǎng)景中使用特定的實(shí)現(xiàn)類能保證高效和空間的合理性。
