• ArrayBlockingQueue源码解析


    注意:在阅读本文之前或在阅读的过程中,需要用到ReentrantLock,内容见《第五章 ReentrantLock源码解析1--获得非公平锁与公平锁lock()》《第六章 ReentrantLock源码解析2--释放锁unlock()》《第七章 ReentrantLock总结

    1、对于ArrayBlockingQueue需要掌握以下几点

    • 创建
    • 入队(添加元素)
    • 出队(删除元素)

    2、创建

    • public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)
    • public ArrayBlockingQueue(int capacity)

    使用方法:

    • Queue<String> abq = new ArrayBlockingQueue<String>(2);
    • Queue<String> abq = new ArrayBlockingQueue<String>(2,true);

    通过使用方法,可以看出ArrayBlockingQueue支持ReentrantLock的公平锁模式与非公平锁模式,对于这两种模式,查看本文开头的文章即可。

    源代码如下:

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    注意:

    • ArrayBlockingQueue的组成:一个对象数组+1把锁ReentrantLock+2个条件Condition
    • 在查看源码的过程中,也要模仿带条件锁的使用,这个双条件锁模式是很经典的模式

    3、入队

    3.1、public boolean offer(E e)

    原理:

    • 在队尾插入一个元素, 如果队列没满,立即返回true; 如果队列满了,立即返回false

    使用方法:

    • abq.offer("hello1");

    源代码:

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    代码非常简单,流程看注释即可,只有一点注意点:

    • 在插入元素结束后,唤醒等待notEmpty条件(即获取元素)的线程,可以发现这类似于生产者-消费者模式

    3.2、public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException

    原理:

    • 在队尾插入一个元素,,如果数组已满,则进入等待,直到出现以下三种情况:
      • 被唤醒
      • 等待时间超时
      • 当前线程被中断

    使用方法:

     View Code

    源代码:

     View Code

    注意:

    • awaitNanos(nanos)是AQS中的一个方法,这里就不详细说了,有兴趣的自己去查看AQS的源代码。
    • lockInterruptibly()与lock()的区别见注释

    3.3、public void put(E e) throws InterruptedException

    原理:

    • 在队尾插入一个元素,如果队列满了,一直阻塞,直到数组不满了或者线程被中断

    使用方法:

     View Code

    源代码:

     View Code

    4、出队

    4.1、public E poll()

    原理:

    • 如果没有元素,直接返回null;如果有元素,将队头元素置null,但是要注意队头是随时变化的,并非一直是items[0]。

    使用方法:

    abq.poll();

    源代码:

     View Code
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    4.2、public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException

    原理:

    • 从对头删除一个元素,如果数组不空,出队;如果数组已空且已经超时,返回null;如果数组已空且时间未超时,则进入等待,直到出现以下三种情况:
      • 被唤醒
      • 等待时间超时
      • 当前线程被中断

    使用方法:

     View Code

    源代码:

     View Code

    4.3、public E take() throws InterruptedException

    原理:

    • 将队头元素出队,如果队列空了,一直阻塞,直到数组不为空或者线程被中断

    使用方法:

     View Code

    源代码:

     View Code

      

    总结:

    1、具体入队与出队的原理图:这里只说一种情况,见下图,途中深色部分表示已有元素,浅色部分没有元素。

    上面这种情况是怎么形成的呢?当队列满了,这时候,队头元素为items[0]出队了,就形成上边的这种情况。

    假设现在又要出队了,则现在的队头元素是items[1],出队后就形成下面的情形。

    出队后,对头元素就是items[2]了,假设现在有一个元素将要入队,根据inc方法,我们可以得知,他要插入到items[0]去,入队了形成下图:

    以上就是整个入队出队的流程,inc方法上边已经给出,这里再贴一遍:

     View Code

    2、三种入队对比:

    • offer(E e):如果队列没满,立即返回true; 如果队列满了,立即返回false-->不阻塞
    • put(E e):如果队列满了,一直阻塞,直到数组不满了或者线程被中断-->阻塞
    • offer(E e, long timeout, TimeUnit unit):在队尾插入一个元素,,如果数组已满,则进入等待,直到出现以下三种情况:-->阻塞
      • 被唤醒
      • 等待时间超时
      • 当前线程被中断

    3、三种出对对比:

    • poll():如果没有元素,直接返回null;如果有元素,出队
    • take():如果队列空了,一直阻塞,直到数组不为空或者线程被中断-->阻塞
    • poll(long timeout, TimeUnit unit):如果数组不空,出队;如果数组已空且已经超时,返回null;如果数组已空且时间未超时,则进入等待,直到出现以下三种情况:
      • 被唤醒
      • 等待时间超时
      • 当前线程被中断
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/hanease/p/14905179.html
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