Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue常用方法
本文基于jdk1.8进行分析
ArrayBlockingQueue的功能简介参考https://www.nhooo.com/article/154211.htm。
首先看一下ArrayBlockingQueue的成员变量。如下图。最主要的成员变量是items,它是一个Object类型的数组用于保存阻塞队列中的元素。其次是takeIndex,putIndex,count,分别表示了从队列获取元素的位置,往队列里放元素的位置和队列中元素的个数。然后是lock,notEmpty和notFull三个和锁相关的成员变量。lock是一个可重入锁,而notEmpty和notFull是和lock绑定的2个Condition。对可重入锁不是很了解的同学,可以参考这篇文章https://www.nhooo.com/article/154207.htm。对可重入锁的理解,是理解ArrayBlockingQueue的基础。也可以这么说,理解了可重入锁,那么在理解ArrayBlockingQueue就很顺利了。
/**Thequeueditems**/ finalObject[]items; /**itemsindexfornexttake,poll,peekorremove**/ inttakeIndex; /**itemsindexfornextput,offer,oradd**/ intputIndex; /**Numberofelementsinthequeue**/ intcount; /** *Concurrencycontrolusestheclassictwo-conditionalgorithm *foundinanytextbook. **/ /**Mainlockguardingallaccess**/ finalReentrantLocklock; /**Conditionforwaitingtakes**/ privatefinalConditionnotEmpty; /**Conditionforwaitingputs**/ privatefinalConditionnotFull; /** *Sharedstateforcurrentlyactiveiterators,ornullifthere *areknownnottobeany.Allowsqueueoperationstoupdate *iteratorstate. **/ transientItrsitrs=null;
接下来介绍ArrayBlockingQueue的主要方法。首先是入队方法。ArrayBlockingQueue的入队方法有好几个,功能略有差异,下面我们逐一介绍各个入队方法。首先看一下put方法,如下图。put方法的功能是,往队列尾部插入指定元素,如果队列已满,那么就等待可用空间。方法的实现过程是,首先判断元素是否非空。然后,进行加锁,加锁后判断队列是否已满。如果已满,则等待不满条件。当被唤醒后,进行入队操作。入队方法中,会唤醒在notEmpty条件上等待的线程。
/** *Insertsthespecifiedelementatthetailofthisqueue,waiting *forspacetobecomeavailableifthequeueisfull. *@throwsInterruptedException{@inheritDoc} *@throwsNullPointerException{@inheritDoc} **/ publicvoidput(Ee)throwsInterruptedException{ checkNotNull(e); finalReentrantLocklock=this.lock; lock.lockInterruptibly(); try{ while(count==items.length) notFull.await(); enqueue(e); }finally{ lock.unlock(); } } /** *Insertselementatcurrentputposition,advances,andsignals. *Callonlywhenholdinglock. **/ privatevoidenqueue(Ex){ //assertlock.getHoldCount()==1; //assertitems[putIndex]==null; finalObject[]items=this.items; items[putIndex]=x; if(++putIndex==items.length) putIndex=0; count++; notEmpty.signal(); }
另一个入队方法是offer,代码如下。这个方法与add方法的区别是,offer方法是立刻返回的,它并不像add方法那样,当队列满时会一直等待。
/** *Insertsthespecifiedelementatthetailofthisqueueifitis *possibletodosoimmediatelywithoutexceedingthequeue'scapacity, *returning{@codetrue}uponsuccessand{@codefalse}ifthisqueue *isfull.Thismethodisgenerallypreferabletomethod{@link#add}, *whichcanfailtoinsertanelementonlybythrowinganexception. *@throwsNullPointerExceptionifthespecifiedelementisnull **/ publicbooleanoffer(Ee){ checkNotNull(e); finalReentrantLocklock=this.lock; lock.lock(); try{ if(count==items.length) returnfalse; else{ enqueue(e); returntrue; } }finally{ lock.unlock(); } }
接下来看一下出队方法take,代码如下。首先对可重入锁加锁,然后判断元素个数是否为0.如果为0,则等待不空条件,否则进行出队操作。
publicEtake()throwsInterruptedException{ finalReentrantLocklock=this.lock; lock.lockInterruptibly(); try{ while(count==0) notEmpty.await(); returndequeue(); }finally{ lock.unlock(); } }
ArrayListBlockingqueue中还有其他相关方法,这里就不一一介绍了。
总结
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