队列是一种主要的数据类型,其典型特征是先进先出。
堵塞队列和普通队列的差别在于:
当队列为空时。从队列中获取元素的线程会被堵塞。直到其它的线程往空的队列里插入新的元素;
当队列是满的时。往队列里加入元素的操作会被堵塞。直到其它的线程从队列移除一个或多个元素。
上图中:线程1往堵塞队列里加入元素,而线程2从堵塞队列里移除元素
/** * 堵塞队列的简单实现 */ public class BlockingQueue<T> { private List<T> queue = new LinkedList<T>(); private int limit = 10; public BlockingQueue(){ } public BlockingQueue(int limit) { this.limit = limit; } // 入队 public synchronized void enqueue(T obj) throws InterruptedException { while (this.queue.size() == this.limit) { wait(); } if (this.queue.size() == 0) { notifyAll(); } this.queue.add(obj); } // 出队 public synchronized Object dequeue() throws InterruptedException { while (this.queue.size() == 0) { wait(); } if (this.queue.size() == this.limit) { notifyAll(); } return this.queue.remove(0); } }
二. API实现:
BlockingQueue是一个接口,有下面实现类:
1. ArrayBlockQueue:一个由数组支持的有界堵塞队列,此队列遵循先进先出原则排序,创建其对象必须明白大小。
2. LinkedBlockQueue:一个可改变大小的堵塞队列,此队列遵循先进先出原则排序,创建其对象没有明白大小。并发程序中。性能稍差。
3. PriorityBlockingQueue: 类似LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是先进先出,而是根据对象的自然排序顺序或构造函数所带的Comparator决定
4. SynchronousQueue:同步队列, 每插入一个必须等待还有一个线程移除。
以下代码用3个空间的队列来演示堵塞队列的功能和效果。
public class BlockingQueueTest { public static void main(String[] args) { // 堵塞队列类: 队列中能够存3个数据 final BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(3); // 开启3个线程不断的存数据 for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread() { public void run() { while (true) { try { Thread.sleep((long) Math.random() * 1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备放数据。"); queue.put(1); // 往队列中存数据 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已经放了数据,队列眼下有: " + queue.size() + " 个数据!"); Thread.sleep(1000); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); } // 开启一个线程不断的取数据 new Thread() { public void run() { while (true) { try { Thread.sleep(1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备取数据!"); queue.take(); // 从队列中取数据 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已经取走数据,队列眼下有: " + queue.size() + " 个数据!
"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); } }
Thread-1 准备放数据!Thread-1 已经放了数据,队列眼下有: 1 个数据。 Thread-0 准备放数据! Thread-0 已经放了数据。队列眼下有: 2 个数据! Thread-2 准备放数据!
Thread-2 已经放了数据,队列眼下有: 3 个数据。 Thread-3 准备取数据。 Thread-3 已经取走数据,队列眼下有: 2 个数据! Thread-1 准备放数据! Thread-1 已经放了数据,队列眼下有: 3 个数据。 Thread-0 准备放数据。 Thread-2 准备放数据! Thread-3 准备取数据! Thread-3 已经取走数据,队列眼下有: 2 个数据! Thread-0 已经放了数据,队列眼下有: 3 个数据。 Thread-1 准备放数据! Thread-0 准备放数据! Thread-3 准备取数据!
Thread-3 已经取走数据。队列眼下有: 2 个数据! Thread-2 已经放了数据,队列眼下有: 3 个数据!
三. 堵塞队列实现同步通信
面试题:子线程打印2行信息,然后主线程打印4行信息。循环各打印5次
public class BlockingQueueCommunication { public static void main(String[] args) throws Exception { final Business business = new Business(); // 子线程循环运行5次 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 5; i++) { try { business.sub(i); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }).start(); // 主线程循环运行5次 for (int i = 1; i <= 5; i++) { business.main(i); } } static class Business { // 堵塞子线程的队列,里面仅仅能有一个数据。 超了就会堵塞 BlockingQueue<Integer> subQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(1); // 堵塞主线程的队列,里面仅仅能有一个数据, 超了就会堵塞 BlockingQueue<Integer> mainQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(1); // 这是一个匿名的构造方法。创建对象的时候就会调用它 { try { System.out.println("我运行了,一上来就把main queue中放了一个数据"); mainQueue.put(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public void sub(int i) throws Exception { subQueue.put(1); for (int j = 0; j <= 1; j++) { System.out.println("sub thread sequence of " + j + " ,loop of " + i); } mainQueue.take(); // main线程释放堵塞,開始运行 } public void main(int i) throws Exception { mainQueue.put(1); for (int j = 0; j <= 3; j++) { System.out.println("main thread sequence of " + j + " ,loop of " + i); } subQueue.take(); // sub线程释放堵塞,開始运行 } } }
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