淺析ArrayBlockingQueue源碼

1、ArrayBlockingQueue的成員變量

//存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是數(shù)組
final Object[] items;

//取數(shù)據(jù)指針
int takeIndex;

//存數(shù)據(jù)指針
int putIndex;

//數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度
int count;

//存取數(shù)據(jù)用的鎖
final ReentrantLock lock;

//隊(duì)列為空的阻塞條件
private final Condition notEmpty;

//隊(duì)列滿的阻塞條件
private final Condition notFull;

2窄俏、ArrayBlockingQueue的構(gòu)造器

//初始化固定大小的隊(duì)列
public ArrayBlockingQueue(int capacity);
//fair代表ReentrantLock的公平鎖與非公平鎖
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair);
//Collection<? extends E> c可以傳入一個(gè)集合進(jìn)行構(gòu)造
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,Collection<? extends E> c)

3蹂匹、put方法(添加數(shù)據(jù),隊(duì)列滿則阻塞)

public void put(E e) throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    //可中斷的鎖
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        //如果隊(duì)列總長(zhǎng)度==items數(shù)組的長(zhǎng)度凹蜈,則需要進(jìn)行阻塞
        while (count == items.length)
            notFull.await();
        //入隊(duì)操作
        enqueue(e);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

private void enqueue(E x) {
    final Object[] items = this.items;
    
    //賦值
    items[putIndex] = x;
    
    //這里會(huì)對(duì)putIndex進(jìn)行++操作限寞。
    //所以putIndex始終對(duì)應(yīng)著應(yīng)該插入元素的位置。
    //當(dāng)++putIndex == items.length時(shí)仰坦,這里的putIndex會(huì)賦值0
    //由此可見履植,items應(yīng)該是一個(gè)類似環(huán)形的數(shù)組。
    if (++putIndex == items.length)
        putIndex = 0;
    
    count++;
    
    //喚醒空隊(duì)列的take阻塞悄晃。
    notEmpty.signal();
}

4玫霎、take方法(獲取數(shù)據(jù),隊(duì)列空則阻塞)

public E take() throws InterruptedException {
    //由此可見传泊,put和take操作都是用的同一個(gè)鎖鼠渺。是互斥的
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        //如果隊(duì)列里沒有數(shù)據(jù),take方法阻塞
        while (count == 0)
            notEmpty.await();
        
        //出隊(duì)操作
        return dequeue();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}


private E dequeue() {
    final Object[] items = this.items;
    
    //獲取takeIndex的元素
    E x = (E) items[takeIndex];
    
    //takeIndex位置設(shè)置為null
    items[takeIndex] = null;
    
    //與入隊(duì)操作相同眷细,++takeIndex后==items.length拦盹,則從頭繼續(xù)取元素
    if (++takeIndex == items.length)
        takeIndex = 0;
    count--;
    if (itrs != null)
        //更新迭代器中數(shù)據(jù)
        itrs.elementDequeued();
    
    //喚醒滿隊(duì)列的阻塞。
    notFull.signal();
    return x;
}

5溪椎、add方法(調(diào)用父類的add)普舆、offer方法

/**
 * ArrayBlockingQueue 的add方法,向隊(duì)列添加元素
 */
public boolean add(E e) {
    //調(diào)用父類add.
    return super.add(e);
}

/**
 * 父類AbstractQueue 的add方法校读,向隊(duì)列添加元素
 * 隊(duì)列滿了就拋異常沼侣。
 */
public boolean add(E e) {
    if (offer(e))
        return true;
    else
        throw new IllegalStateException("Queue full");
}


/**
 * ArrayBlockingQueue 的offer方法,向隊(duì)列添加元素
 * 如果隊(duì)列滿了歉秫,就返回false蛾洛。不滿就入隊(duì)操作。返回true
 */
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();
    }
}

6雁芙、offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)方法

/**
 * ArrayBlockingQueue 的offer方法轧膘,向隊(duì)列添加元素
 * 如果隊(duì)列滿了,就阻塞兔甘,添加超時(shí)時(shí)間谎碍。
 */
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    long nanos = unit.toNanos(timeout);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count == items.length) {
            if (nanos <= 0)
                return false;
            nanos = notFull.awaitNanos(nanos);
        }
        enqueue(e);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

7、peek方法

/**
 * 獲取當(dāng)前消費(fèi)指針(takeIndex)位置上的元素
 * 但不移動(dòng)takeIndex指針洞焙,不清空當(dāng)前位置數(shù)據(jù)
 */
public E peek() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
final E itemAt(int i) {
    return (E) items[i];
}
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