阻塞队列.

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了阻塞队列.。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

♫什么是阻塞队列

♫什么是生产-消费者模式

♫实现一个阻塞队列

♫BlockingQueue


♫什么是阻塞队列

阻塞队列是一种特殊的队列,它除了具备队列的先进先出的特点外,还具有以下特点:

♩.如果队列为空时,执行出队列操作,会阻塞等待,直到另一个线程往队列里添加元素(队列不为空)

♩.如果队列满了时,执行入队列操作,会阻塞等待,直到另一个线程取出队列里的元素(队列没有满)

阻塞队列常用于实现生产者-消费者模式,通过控制队列的阻塞,使得生产者和消费者的协作更加有效和高效。下面我们先简单认识下生产者-消费者模式~

♫什么是生产-消费者模式

生产者消费者模式是一种常见的并发编程模式。该模式主要针对一个共享的缓冲区,多个生产者可以向缓冲区中添加数据,多个消费者可以从缓冲区中获取数据。在该模式中,生产者向缓冲区中添加数据,如果缓冲区已满,则生产者需要等待消费者消费完一部分数据后再向缓冲区添加数据;消费者从缓冲区中获取数据,如果缓冲区为空,则消费者需要等待生产者生产数据后再从缓冲区中获取数据。生产者和消费者之间通过缓冲区进行通信和协调,而缓冲区就可以由阻塞队列构成。

一个典型的生产者-消费者模式的例子是吃酒席的时候:后厨(生产者)端菜到餐桌(阻塞队列)上,宾客(消费者)从餐桌(阻塞队列)上取走事物食用,当餐桌放满了食物,后厨就要等宾客吃完一碟再上,当餐桌上没有食物,宾客就得等后厨上菜后再吃。

使用生产者-消费者模式有以下两点好处:

♩.有效降低生产者和消费者之间的耦合:生产者和消费者之间通过阻塞队列进行交互,彼此之间没有直接关联

♩.平衡生产者和消费者之间的速度差异:由于阻塞队列的特性,平衡了两者的速度差异,保证了系统的稳定性

♫实现一个阻塞队列

我们先通过数组,实现一个普通的循环队列:

public class MyBlockingQueue {
    private int[] items;
    private int head;
    private int tail;
    private int size;

    public MyBlockingQueue() {
        items = new int[1000];
        head = 0;
        tail = 0;
        //队列中元素的有效个数
        size = 0;
    }
    
    //入队列
    public void put(int value) {
        //队列满了
        if (size == items.length) {
            return;
        }
        //队列没满
        items[tail] = value;
        tail = (tail + 1) % items.length;
        size++;
    }
    
    //出队列
    public int take() {
        //队列为空
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        //队列不为空
        int value = items[head];
        head = (head + 1) % items.length;
        size--;
        return value;
    }
}

再对队列填加阻塞功能,并保证线程安全:

public class MyBlockingQueue {
    private int[] items;
    private int head;
    private int tail;
    private volatile int size;

    public MyBlockingQueue() {
        items = new int[1000];
        head = 0;
        tail = 0;
        //队列中元素的有效个数
        size = 0;
    }

    //入队列
    public void put(int value) throws InterruptedException {
        synchronized (this) {
            //队列满了
            // 此处最好使用 while,否则 notifyAll 的时候, 该线程从 wait 中被唤醒
            // 但是紧接着并未抢占到锁. 当锁被抢占的时候, 可能又已经队列满了,就只能继续等待
            while (size == items.length) {
                wait();
            }
            //队列没满
            items[tail] = value;
            tail = (tail + 1) % items.length;
            size++;
            notifyAll();
        }
    }

    //出队列
    public int take() throws InterruptedException {
        int value = 0;
        synchronized (this) {
            //队列为空
            // 此处最好使用 while,否则 notifyAll 的时候, 该线程从 wait 中被唤醒
            // 但是紧接着并未抢占到锁. 当锁被抢占的时候, 可能又已经队列满了,就只能继续等待
            while (size == 0) {
                wait();
            }
            //队列不为空
            value = items[head];
            head = (head + 1) % items.length;
            size--;
            notifyAll();
        }
        return value;
    }
}

♫BlockingQueue

阻塞队列.,java,开发语言

♩.BlockingQueue是concurrent包下的一个接口,是Java标准库中内置的阻塞队列。

♩.BlockingQueue除了保留Queue的offer、poll、peek方法外,还提供了带有阻塞功能的入队列方法:put()和带有阻塞功能的出队列方法:take()。

♩.BlockingQueue的实现类有:

①.LinkedBlockingQueue:基于链表实现的阻塞队列。

②.PriorityBlockingQueue:基于优先级队列(堆)实现的阻塞队列。③.ArrayBlockingQueue:基于数组实现的阻塞队列。

知道了BlockingQueue的基本信息,接下来我们来使用BlockingQueue实现一个生产者-消费者模式:

class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<Integer>();
        Thread customer = new Thread(()->{
            while (true) {
                try {
                    int value = blockingQueue.take();
                    System.out.println("消费者:" + value);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
        Thread producer = new Thread(()->{
            Random random = new Random();
            while (true) {
                try {
                    int value = random.nextInt(1000);
                    blockingQueue.put(value);
                    System.out.println("生产者:" + value);
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
        customer.start();
        producer.start();
        customer.join();
        producer.join();
    }
}

由于在producer线程中sleep(100),所以producer线程入队列会很慢,producer线程一入队列就被customer线程取出:

阻塞队列.,java,开发语言

注:由于两个线程的输出语句是并行执行,故先打印生产者还是消费者是不确定的文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-717239.html

到了这里,关于阻塞队列.的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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