概述
LinkedBlockingQueue内部由单链表实现,只能从head取元素,从tail添加元素。添加元素和获取元素都有独立的锁,也就是说LinkedBlockingQueue是读写分离的,读写操作可以并行执行。LinkedBlockingQueue采用可重入锁(ReentrantLock)来保证在并发情况下的线程安全。
构造器
LinkedBlockingQueue一共有三个构造器,分别是无参构造器、可以指定容量的构造器、可以穿入一个容器的构造器。如果在创建实例的时候调用的是无参构造器,LinkedBlockingQueue的默认容量是Integer.MAX_VALUE,这样做很可能会导致队列还没有满,但是内存却已经满了的情况(内存溢出)。
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1 public LinkedBlockingQueue(); //设置容量为Integer.MAX
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3 public LinkedBlockingQueue(int capacity); //设置指定容量
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5 public LinkedBlockingQueue(Collection extends E> c); //穿入一个容器,如果调用该构造器,容量默认也是Integer.MAX_VALUE
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LinkedBlockingQueue常用操作
取数据
take():首选。当队列为空时阻塞
poll():弹出队顶元素,队列为空时,返回空
peek():和poll烈性,返回队队顶元素,但顶元素不弹出。队列为空时返回null
remove(Object o):移除某个元素,队列为空时抛出异常。成功移除返回true
添加数据
put():首选。队满是阻塞
offer():队满时返回false
判断队列是否为空
size()方法会遍历整个队列,时间复杂度为O(n),所以最好选用isEmtpy
put元素原理
基本过程:
1.判断元素是否为null,为null抛出异常
2.加锁(可中断锁)
3.判断队列长度是否到达容量,如果到达一直等待
4.如果没有队满,enqueue()在队尾加入元素
5.队列长度加1,此时如果队列还没有满,调用signal唤醒其他堵塞队列
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1 if (e == null) throw new NullPointerException();
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3 int c = -1;
4 Node node = new Node(e);
5 final ReentrantLock putLock = this.putLock;
6 final AtomicInteger count = this.count;
7 putLock.lockInterruptibly();
8 try {
9 while (count.get() == capacity) {
10 notFull.await();
11 }
12 enqueue(node);
13 c = count.getAndIncrement();
14 if (c + 1 < capacity)
15 notFull.signal();
16 } finally {
17 putLock.unlock();
18 }
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take元素原理
基本过程:
1.加锁(依旧是ReentrantLock),注意这里的锁和写入是不同的两把锁
2.判断队列是否为空,如果为空就一直等待
3.通过dequeue方法取得数据
3.取走元素后队列是否为空,如果不为空唤醒其他等待中的队列
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1 public E take() throws InterruptedException {
2 E x;
3 int c = -1;
4 final AtomicInteger count = this.count;
5 final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
6 takeLock.lockInterruptibly();
7 try {
8 while (count.get() == 0) {
9 notEmpty.await();
10 }
11 x = dequeue();
12 c = count.getAndDecrement();
13 if (c > 1)
14 notEmpty.signal();
15 } finally {
16 takeLock.unlock();
17 }
18 if (c == capacity)
19 signalNotFull();
20 return x;
21 }
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enqueue()和dequeue()方法实现都比较简单,无非就是将元素添加到队尾,从队顶取走元素,感兴趣的朋友可以自己去看一下,这里就不粘贴了。
LinkedBlockingQueue与LinkedBlockingDeque比较
LinkedBlockingDeque和LinkedBlockingQueue的相同点在于:
1. 基于链表
2. 容量可选,不设置的话,就是Int的最大值
和LinkedBlockingQueue的不同点在于:
1. 双端链表和单链表
2. 不存在哨兵节点
3. 一把锁+两个条件
实例:
小记:AtomicInteger的getAndIncrment和getAndDcrement()等方法,这些方法分为两步,get和increment(decrement),在get和increment中间可能有其他线程进入,导致多个线程get到的数值是相同的,也会导致多个线程累加后的值其实累加1.在这种情况下,使用volatile也是没有效果的,因为get之后没有对值进行修改,不能触发volatile的效果。
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1 public class ProducerAndConsumer {
2 public static void main(String[] args){
3
4 try{
5 BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue(5);
6
7 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
8 Produer producer = new Produer(queue);
9 for(int i=0;i<3;i++){
10 executor.execute(producer);
11 }
12 executor.execute(new Consumer(queue));
13
14 executor.shutdown();
15 }catch (Exception e){
16 e.printStackTrace();
17 }
18
19 }
20 }
21
22 class Produer implements Runnable{
23
24 private BlockingQueue queue;
25 private int nums = 20; //循环次数
26
27 //标记数据编号
28 private static volatile AtomicInteger count = new AtomicInteger();
29 private boolean isRunning = true;
30 public Produer(){}
31
32 public Produer(BlockingQueue queue){
33 this.queue = queue;
34 }
35
36 public void run() {
37 String data = null;
38 try{
39 System.out.println("开始生产数据");
40 System.out.println("-----------------------");
41
42 while(nums>0){
43 nums--;
44 count.decrementAndGet();
45
46 Thread.sleep(500);
47 System.out.println(Thread.currentThread().getId()+ " :生产者生产了一个数据");
48 queue.put(count.getAndIncrement());
49 }
50 }catch(Exception e){
51 e.printStackTrace();
52 Thread.currentThread().interrupt();
53 }finally{
54 System.out.println("生产者线程退出!");
55 }
56 }
57 }
58
59 class Consumer implements Runnable{
60
61 private BlockingQueue queue;
62 private int nums = 20;
63 private boolean isRunning = true;
64
65 public Consumer(){}
66
67 public Consumer(BlockingQueue queue){
68 this.queue = queue;
69 }
70
71 public void run() {
72
73 System.out.println("消费者开始消费");
74 System.out.println("-------------------------");
75
76 while(nums>0){
77 nums--;
78 try{
79 while(isRunning){
80 int data = (Integer)queue.take();
81 Thread.sleep(500);
82 System.out.println("消费者消费的数据是" + data);
83 }
84
85 }catch(Exception e){
86 e.printStackTrace();
87 Thread.currentThread().interrupt();
88 }finally {
89 System.out.println("消费者线程退出!");
90 }
91
92 }
93 }
94 }
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效果:
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1 12 :生产者生产了一个数据
2 11 :生产者生产了一个数据
3 13 :生产者生产了一个数据
4 12 :生产者生产了一个数据
5 消费者消费的数据是-3
6 11 :生产者生产了一个数据
7 13 :生产者生产了一个数据
8 12 :生产者生产了一个数据
9 消费者消费的数据是-3
10 13 :生产者生产了一个数据
11 11 :生产者生产了一个数据
12 12 :生产者生产了一个数据
13 消费者消费的数据是-3
14 13 :生产者生产了一个数据
15 11 :生产者生产了一个数据
16 消费者消费的数据是-3
17 消费者消费的数据是-3
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可以看到,有多个producer在生产数据的时候get到的是相同的值。
作者:静默虚空
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