参考 聊聊并发(七)——Java中的阻塞队列 阻塞队列(BlockingQueue)
1. 阻塞队列很高级吗?
- 不要畏惧!,对个线程访问阻塞队列的共享资源的时候,严格按照队列的规矩,先进先出!
- 队列满了,就阻塞,队列空了,也阻塞!这样在,生产者-消费者模型中,可以用一个阻塞队列来
- 存放生产的(共享资源)!
- 好处; 多线程操作共同的队列时不需要额外的同步,另外就是队列会自动平衡负载,即那边(生产与消费两边)处理快了就会被阻塞掉,从而减少两边的处理速度差距。
- 有个问题,阻塞队列是怎么做到,一个线程对共享资源的操作,及时刷新到主内存中,及怎么保证线程安全的?
2. API :
插入方法 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e,time,unit) |
移除方法 | remove() | poll() | take() | poll(time,unit) |
检查方法 | element() | peek() | 不可用 | 不可用 |
3. 四种阻塞队列 :
ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列。此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。默认情况下不保证访问者公平的访问队列,所谓公平访问队列是指阻塞的所有生产者线程或消费者线程,当队列可用时,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞的生产者线程,可以先往队列里插入元素,先阻塞的消费者线程,可以先从队列里获取元素。通常情况下为了保证公平性会降低吞吐量。我们可以使用以下代码创建一个公平的阻塞队列:
ArrayBlockingQueue fairQueue = new ArrayBlockingQueue(1000,true);
LinkedBlockingQueue是一个用链表实现的有界阻塞队列。此队列的默认和最大长度为Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的原则对元素进行排序。
PriorityBlockingQueue是一个支持优先级的无界队列。默认情况下元素采取自然顺序排列,也可以通过比较器comparator来指定元素的排序规则。元素按照升序排列。
DelayQueue是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。队列使用PriorityQueue来实现。队列中的元素必须实现Delayed接口,在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。
import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; import java.util.logging.Level; import java.util.logging.Logger; public class ProducerConsumerPattern { public static void main(String args[]){ //Creating shared object BlockingQueue sharedQueue = new LinkedBlockingQueue(); //Creating Producer and Consumer Thread Thread prodThread = new Thread(new Producer(sharedQueue)); Thread consThread = new Thread(new Consumer(sharedQueue)); //Starting producer and Consumer thread prodThread.start(); consThread.start(); } } //Producer Class in java class Producer implements Runnable { private final BlockingQueue sharedQueue; public Producer(BlockingQueue sharedQueue) { this.sharedQueue = sharedQueue; } @Override public void run() { for(int i=0; i<10; i++){ try { System.out.println("Produced: " + i); sharedQueue.put(i); } catch (InterruptedException ex) { Logger.getLogger(Producer.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex); } } } } //Consumer Class in Java class Consumer implements Runnable{ private final BlockingQueue sharedQueue; public Consumer (BlockingQueue sharedQueue) { this.sharedQueue = sharedQueue; } @Override public void run() { while(true){ try { System.out.println("Consumed: "+ sharedQueue.take()); } catch (InterruptedException ex) { Logger.getLogger(Consumer.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex); } } } } Output: Produced: 0 Produced: 1 Consumed: 0 Produced: 2 Consumed: 1 Produced: 3 Consumed: 2 Produced: 4 Consumed: 3 Produced: 5 Consumed: 4 Produced: 6 Consumed: 5 Produced: 7 Consumed: 6 Produced: 8 Consumed: 7 Produced: 9 Consumed: 8 Consumed: 9
阻塞队列的简单实现 :
public class BlockingQueue { private List queue = new LinkedList(); private int limit = 10; public BlockingQueue(int limit){ this.limit = limit; } public synchronized void enqueue(Object item) throws InterruptedException { while(this.queue.size() == this.limit) { wait(); } if(this.queue.size() == 0) { notifyAll(); } this.queue.add(item); } public synchronized Object dequeue() throws InterruptedException{ while(this.queue.size() == 0){ wait(); } if(this.queue.size() == this.limit){ notifyAll(); } return this.queue.remove(0); } }
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