和17做网店一样的货源网站,免费设计签名在线生成,厦门市建设工程造价网站首页,手机网站翻页BlockingQueue
BlockingQueue 是Java并发包#xff08;java.util.concurrent#xff09;中提供的一个阻塞队列接口#xff0c;它继承自 Queue 接口。
BlockingQueue 中的元素采用 FIFO 的原则#xff0c;支持多线程环境并发访问#xff0c;提供了阻塞读取和写入的操作java.util.concurrent中提供的一个阻塞队列接口它继承自 Queue 接口。
BlockingQueue 中的元素采用 FIFO 的原则支持多线程环境并发访问提供了阻塞读取和写入的操作当前线程在队列满或空的情况下会被阻塞直到被唤醒或超时。
常用的实现类有
ArrayBlockingQueue并发容器 ArrayBlockingQueue 详解LinkedBlockingQueue并发容器 LinkedBlockingQueue 详解PriorityBlockingQueueSynchronousQueueLinkedBlockingDeque并发容器 LinkedBlockingDeque 详解 等类它们的实现方式各有不同。
适用场景
BlockingQueue 通常用于一个线程生产对象而另外一个线程消费这些对象的场景。 一个线程将会持续生产新对象并将其插入到队列之中直到队列达到它所能容纳的临界点。
如果该阻塞队列到达了其临界点生产者线程将会在往里边插入新对象时发生阻塞。它会一直处于阻塞之中直到消费者线程从队列中拿走一个对象。
消费者线程将会一直从该阻塞队列中拿出对象。如果消费线程尝试去从一个空的队列中提取对象的话这个消费线程将会处于阻塞之中直到一个生产线程把一个对象丢进队列。
常用方法 put(E e)将元素 e 插入到队列中如果队列已满则会阻塞当前线程直到队列有空闲空间 offer(E e)将元素 e 插入到队列中如果队列已满则返回 false。 offer(E element, long timeout, TimeUnit unit) 方法是 BlockingQueue在指定的时间内将元素添加到队列中。 timeout超时时间表示在指定的时间内等待队列空间可用。如果超过指定的时间仍然无法将元素添加到队列中将返回 false。 unit超时时间的单位。 take()移除并返回队列头部的元素如果队列为空则会阻塞当前线程直到队列有元素 poll()移除并返回队列头部的元素如果队列为空则返回 null poll(long timeout, TimeUnit unit)在指定的时间内从队列中检索并移除元素。返回移除的元素。如果超过指定的时间仍然没有可用的元素将返回 null。 peek()返回队列头部的元素但不会移除。如果队列为空则返回null size()返回队列中元素的数量 isEmpty()判断队列是否为空为空返回 true否则返回 false isFull()判断队列是否已满已满返回 true否则返回 false clear()清空队列中的所有元素
行为抛异常返回特定值阻塞超时插入add(o)offer(o)put(o)offer(o, timeout, timeunit)移除remove()poll()take()poll(timeout, timeunit)检查element()peek() 抛异常: 如果试图的操作无法立即执行抛一个异常。 特定值: 如果试图的操作无法立即执行返回 true / false / null)。 阻塞: 如果试图的操作无法立即执行该方法调用将会发生阻塞直到能够执行。 超时: 如果试图的操作无法立即执行该方法调用将会发生阻塞直到能够执行但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是 true / false)。
若向 BlockingQueue 中插入 null将会抛出 NullPointerException
死锁问题
需要注意的是在使用 BlockingQueue 时要注意防止死锁的问题 在队列满之后调用 offer() 方法插入元素会返回false此时不能直接调用put()方法因为在插入之前还需要获取其它资源如果在获取资源时一直阻塞在这里就会发生死锁。 为了防止死锁的问题建议使用 offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) 和 poll(long timeout, TimeUnit unit) 带有超时时间的方法。
PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue 是一个无界的并发队列。它使用了和类PriorityQueue 一样的排序规则。
所有插入到 PriorityBlockingQueue 的元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。因此该队列中元素的排序就取决于自定义的 Comparable 实现。如果元素没有实现 Comparable 接口并且没有提供自定义的比较器将会引发 ClassCastException。
PriorityBlockingQueue 对于具有相等优先级(compare() 0)的元素并不强制任何特定行为。
特点 线程安全PriorityBlockingQueue是线程安全的它使用锁如ReentrantLock来确保在多线程环境下的数据一致性和操作的原子性。 优先级排序队列中的元素会根据它们的优先级进行排序默认情况下元素按照其自然顺序如果实现了Comparable接口进行排序或者根据构造时提供的Comparator进行排序。 阻塞特性当队列为空时尝试从队列中取出元素的线程会被阻塞直到队列中有元素可用当队列已满对于无界队列实际上是系统资源耗尽时尝试向队列中添加元素的线程也会被阻塞或者可以选择非阻塞操作如offer方法。 无界扩容PriorityBlockingQueue 是基于数组实现的当队列中的元素数量超过当前数组的容量时它会自动进行扩容操作以确保能够继续存储新的元素。
扩容问题
PriorityBlockingQueue 并不是一个动态调整容量的队列。它的“无界”特性并不是指它会动态地调整其内部存储的大小而是指它不会因为容量限制而阻止新的元素被加入队列。相反它会尽可能多地存储元素直到耗尽系统的可用内存。
尽管 PriorityBlockingQueue 没有显式的容量限制但在实际应用中仍然需要考虑以下几点 内存限制虽然 PriorityBlockingQueue 没有固定的容量限制但它仍然受到 JVM 的堆内存限制。如果队列中的元素过多会导致内存不足最终可能导致 OutOfMemoryError。 垃圾回收当队列中的元素被消费后如果没有其他引用指向这些元素垃圾回收器会自动回收这些对象所占用的内存。因此即使队列曾经存储了大量的元素只要这些元素被消费并且没有其他引用内存就会被释放。
应用场景
PriorityBlockingQueue 适用于多种场景包括但不限于 任务调度在任务调度系统中可以使用 PriorityBlockingQueue 来管理待执行的任务工作线程可以从中取出优先级最高的任务来执行。 资源管理在资源有限的情况下可以使用 PriorityBlockingQueue 来确定哪些请求或任务应该优先获得资源。 并发访问在多线程环境中PriorityBlockingQueue 提供了安全的并发访问机制多个线程可以同时向队列中添加或检索元素。
构造方法
创建一个初始容量为 11默认容量 的 PriorityBlockingQueue 对象。
PriorityBlockingQueue()创建一个初始容量为指定容量的 PriorityBlockingQueue 对象。
PriorityBlockingQueue(int capacity)创建一个初始元素集合为指定集合的 PriorityBlockingQueue 对象。
PriorityBlockingQueue(Collection? extends E collection)创建一个初始容量为指定容量、元素按照指定比较器优先级排序的 PriorityBlockingQueue 对象。
PriorityBlockingQueue(int c, Comparator? super E comparator)使用示例
下面是一个使用 PriorityBlockingQueue 的简单示例展示如何实现一个基于优先级的任务队列
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;class Task implements ComparableTask {private final int priority;private final String description;public Task(int priority, String description) {this.priority priority;this.description description;}public int getPriority() {return priority;}public String getDescription() {return description;}Overridepublic int compareTo(Task other) {// 优先级数值越小优先级越高return Integer.compare(this.priority, other.priority);}Overridepublic String toString() {return Task{ priority priority , description description \ };}
}public class PriorityBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个 PriorityBlockingQueue 实例PriorityBlockingQueueTask taskQueue new PriorityBlockingQueue();// 创建生产者线程Thread producer new Thread(() - {try {// 生成不同优先级的任务taskQueue.put(new Task(3, Medium Priority Task));taskQueue.put(new Task(1, High Priority Task));taskQueue.put(new Task(5, Low Priority Task));taskQueue.put(new Task(2, Normal Priority Task));System.out.println(所有任务已添加到队列中);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); // 设置线程中断状态System.err.println(生产者线程被中断);}});// 创建消费者线程Thread consumer new Thread(() - {while (true) {try {Task task taskQueue.take();System.out.println(处理任务: task);TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000); // 模拟任务处理时间} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); // 设置线程中断状态System.err.println(消费者线程被中断);break; // 终止循环}}});// 启动生产者线程和消费者线程producer.start();consumer.start();// 等待生产者线程结束try {producer.join();} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); // 设置线程中断状态System.err.println(主线程被中断);}// 中断消费者线程consumer.interrupt();}
}示例说明
优先级在这个例子中优先级数值越小优先级越高。因此优先级为 1 的任务会被首先处理。队列无界PriorityBlockingQueue 默认是无界的即没有固定的容量限制。但是如果队列中的元素数量过大可能会导致内存溢出。线程中断在捕获 InterruptedException 异常时需要调用 Thread.currentThread().interrupt() 来恢复线程的中断状态以便其他可能依赖中断状态的部分能够正确响应。消费者线程的终止在生产者线程结束后通过中断消费者线程来终止其无限循环。这是为了防止消费者线程无限期地运行下去。
