java并发之ArrayBlockingQueue详细介绍
java并发之ArrayBlockingQueue详细介绍
ArrayBlockingQueue是常用的线程集合，在线程池中也常常被当做任务队列来使用。使用频率特别高。他是维护的是一个循环队列（基于数组实现），循环结构在数据结构中比较常见，但是在源码实现中还是比较少见的。
线程安全的实现
线程安全队列，基本是离不开锁的。ArrayBlockingQueue使用的是ReentrantLock，配合两种Condition，实现了集合的线程安全操作。这里稍微说一个好习惯，下面是成员变量的声明。
private static final long serialVersionUID = -817911632652898426L; final Object[] items; int takeIndex; int putIndex; int count; final ReentrantLock lock; private final Condition notEmpty; private final Condition notFull; transient Itrs itrs = null;
赋值的操作基本都是在构造函数里做的。这样有个好处，代码执行可控。成员变量的初始化也是会合并在构造方法里执行的，但是在执行顺序上需要好好斟酌，如果写在构造方法里初始化，则没有相关问题。
阻塞队列的常用场所就是生产者消费者。一般都是生产者放入，消费者从头取数据。下面重点说这两个操作。
这两个操作都是依靠锁来保证线程安全的。
生产操作
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
enqueue(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
put等放入操作，首先是获取锁，如果发现数据满了，就通过notFull的condition，来阻塞线程。这里的条件判定一定是用while而不是if，多线程情况下，可以被唤醒后发现又满了。
private void enqueue(E x) {
final Object[] items = this.items;
items[putIndex] = x;
if (++putIndex == items.length)
putIndex = 0;
count++;
notEmpty.signal();
}
这个是入队列的操作。首先获取维护的数组。putindex就是放入操作的标志。这个操作会一直加。达到预定的长度后就变成0从头开始计数。这样插入的操作就是一个循环的操作了，count就是用来做计数的，作为能否插入数据的一个标准，插入数据后就通过notEmpty的condition发出一个信号唤醒消费线程。
消费操作
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
消费的方法也是这样。先获取锁，然后进行条件判断，如果没有数据，则阻塞线程。注意点和put一样。
private E dequeue() {
final Object[] items = this.items;
@SuppressWarnings("unchecked")
E x = (E) items[takeIndex];
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
notFull.signal();
return x;
}
取数据的时候，也依靠takeIndex，这是一个标志，这个数值也会一直增加，表示取的第一个数据的位置。如果这个标志走到最后，然后变成0，从头再来。这样保证取出的数据都是fifo的顺序。删除的时候如果发现迭代中，则会修改迭代器的遍历。然后通过notFull的condition来唤醒生产线程。
移除操作
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) return false;
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
if (o.equals(items[i])) {
removeAt(i);
return true;
}
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
}
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
对于remove操作就比较麻烦了，首先获取锁之后，把两个标志位本地化，然后找到要删除的元素的位置。调用removeAt，这里删除需要对标志位做改变。
void removeAt(final int removeIndex) {
final Object[] items = this.items;
if (removeIndex == takeIndex) {
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
} else {
final int putIndex = this.putIndex;
for (int i = removeIndex;;) {
int next = i + 1;
if (next == items.length)
next = 0;
if (next != putIndex) {
items[i] = items[next];
i = next;
} else {
items[i] = null;
this.putIndex = i;
break;
}
}
count--;
if (itrs != null)
itrs.removedAt(removeIndex);
}
notFull.signal();
}
如果删除的元素是位置和takeindex一样。那就可以直接删除，然后让删除标志位向后移动。如果不是，则从删除的位置开始，进行后面向前面的数据覆盖的操作。直到遇到putindex的前一个位置。然后把那个位置的数据设置为null。并且把putindex的位置往前移动一格，正在迭代的时候要删除数据并且唤醒生产线程。
感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！
相关文章
这篇文章主要介绍了Java二维数组简单定义与使用方法,结合实例形式简单分析了java二维数组的定义、使用方法及相关注意事项,需要的朋友可以参考下2017-10-10
这篇文章主要介绍了如何基于回调实现Java的异步调用,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2020-06-06
这篇文章主要为大家详细介绍了Java OpenCV4.0.0实现实时人脸识别，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2019-07-07
这篇文章主要简单给我们介绍了java中匿名内部类构造函数，并附上了简单的示例，有需要的小伙伴可以参考下。2015-11-11
这篇文章主要介绍了Springboot几种任务的整合方法,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2019-10-10
这篇文章主要介绍了JAVA关于HashMap容易被提问的面试题，文中题目提问频率高，相信对你的面试有一定帮助，想要入职JAVA的朋友可以了解下2020-06-06
以下小编主要为大家介绍一下log4j的配置文件各个配置项的含义。需要的朋友可以过来参考下2013-08-08
这篇文章主要介绍了Spring Boot Dubbo 构建分布式服务的方法，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧2019-05-05
这篇文章主要介绍了详解JAVA 七种创建单例的方法,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧2020-01-01
这篇文章主要为大家详细介绍了swing重绘按钮为任意形状图案，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2017-12-12
最新评论