网站改版策划,在线制作网站,数据库转wordpress,wordpress2级目录伪静态Queue是什么队列#xff0c;是一种数据结构。除了优先级队列和LIFO队列外#xff0c;队列都是以FIFO#xff08;先进先出#xff09;的方式对各个元素进行排序的。无论使用哪种排序方式#xff0c;队列的头都是调用remove()或poll()移除元素的。在FIFO队列中#xff0c;所…Queue是什么队列是一种数据结构。除了优先级队列和LIFO队列外队列都是以FIFO先进先出的方式对各个元素进行排序的。无论使用哪种排序方式队列的头都是调用remove()或poll()移除元素的。在FIFO队列中所有新元素都插入队列的末尾。队列都是线程安全的内部已经实现安全措施不用我们担心 Queue中的方法Queue中的方法不难理解6个每2对是一个也就是总共3对。看一下JDK API就知道了注意一点就好Queue通常不允许插入Null尽管某些实现比如LinkedList是允许的但是也不建议。使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是它不会对当前线程产生阻塞那么在面对类似消费者-生产者的模型时就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了它会对当前线程产生阻塞比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后被阻塞的线程会自动被唤醒不需要我们编写代码去唤醒。这样提供了极大的方便性。一.几种主要的阻塞队列自从Java 1.5之后在java.util.concurrent包下提供了若干个阻塞队列主要有以下几个 ArrayBlockingQueue基于数组实现的一个阻塞队列在创建ArrayBlockingQueue对象时必须制定容量大小。并且可以指定公平性与非公平性默认情况下为非公平的即不保证等待时间最长的队列最优先能够访问队列。 LinkedBlockingQueue基于链表实现的一个阻塞队列在创建LinkedBlockingQueue对象时如果不指定容量大小则默认大小为Integer.MAX_VALUE。 PriorityBlockingQueue以上2种队列都是先进先出队列而PriorityBlockingQueue却不是它会按照元素的优先级对元素进行排序按照优先级顺序出队每次出队的元素都是优先级最高的元素。注意此阻塞队列为无界阻塞队列即容量没有上限通过源码就可以知道它没有容器满的信号标志前面2种都是有界队列。 DelayQueue基于PriorityQueue一种延时阻塞队列DelayQueue中的元素只有当其指定的延迟时间到了才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue也是一个无界队列因此往队列中插入数据的操作生产者永远不会被阻塞而只有获取数据的操作消费者才会被阻塞。二.阻塞队列中的方法 VS 非阻塞队列中的方法1.非阻塞队列中的几个主要方法add(E e):将元素e插入到队列末尾如果插入成功则返回true如果插入失败即队列已满则会抛出异常remove()移除队首元素若移除成功则返回true如果移除失败队列为空则会抛出异常offer(E e)将元素e插入到队列末尾如果插入成功则返回true如果插入失败即队列已满则返回falsepoll()移除并获取队首元素若成功则返回队首元素否则返回nullpeek()获取队首元素若成功则返回队首元素否则返回null对于非阻塞队列一般情况下建议使用offer、poll和peek三个方法不建议使用add和remove方法。因为使用offer、poll和peek三个方法可以通过返回值判断操作成功与否而使用add和remove方法却不能达到这样的效果。注意非阻塞队列中的方法都没有进行同步措施。//在这篇笔记中没有介绍非阻塞队列大部分阻塞队列都可以有非阻塞方法和阻塞方法2.阻塞队列中的几个主要方法阻塞队列包括了非阻塞队列中的大部分方法上面列举的5个方法在阻塞队列中都存在但是要注意这5个方法在阻塞队列中都进行了同步措施。除此之外阻塞队列提供了另外4个非常有用的方法put(E e)take()offer(E e,long timeout, TimeUnit unit)poll(long timeout, TimeUnit unit)put方法用来向队尾存入元素如果队列满则等待take方法用来从队首取元素如果队列为空则等待offer方法用来向队尾存入元素如果队列满则等待一定的时间当时间期限达到时如果还没有插入成功则返回false否则返回truepoll方法用来从队首取元素如果队列空则等待一定的时间当时间期限达到时如果取到则返回null否则返回取得的元素 注意1、必须要使用take()方法在获取的时候达成阻塞结果2、使用poll()方法将产生非阻塞效果三.阻塞队列的实现原理前面谈到了非阻塞队列和阻塞队列中常用的方法下面来探讨阻塞队列的实现原理本文以ArrayBlockingQueue为例其他阻塞队列实现原理可能和ArrayBlockingQueue有一些差别但是大体思路应该类似有兴趣的朋友可自行查看其他阻塞队列的实现源码。首先看一下ArrayBlockingQueue类中的几个成员变量public class ArrayBlockingQueueE extends AbstractQueueEimplements BlockingQueueE, java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID -817911632652898426L; /** The queued items */private final E[] items;/** items index for next take, poll or remove */private int takeIndex;/** items index for next put, offer, or add. */private int putIndex;/** Number of items in the queue */private int count; /** Concurrency control uses the classic two-condition algorithm* found in any textbook.*/ /** Main lock guarding all access */private final ReentrantLock lock;/** Condition for waiting takes */private final Condition notEmpty;/** Condition for waiting puts */private final Condition notFull;}可以看出ArrayBlockingQueue中用来存储元素的实际上是一个数组takeIndex和putIndex分别表示队首元素和队尾元素的下标count表示队列中元素的个数。lock是一个可重入锁notEmpty和notFull是等待条件。下面看一下ArrayBlockingQueue的构造器构造器有三个重载版本public ArrayBlockingQueue(int capacity) {}public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) { }public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection? extends E c) {}第一个构造器只有一个参数用来指定容量第二个构造器可以指定容量和公平性第三个构造器可以指定容量、公平性以及用另外一个集合进行初始化。然后看它的两个关键方法的实现put()和take()public void put(E e) throws InterruptedException { if (e null) throw new NullPointerException(); final E[] items this.items; final ReentrantLock lock this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { try { while (count items.length) notFull.await(); } catch (InterruptedException ie) { notFull.signal(); // propagate to non-interrupted thread throw ie; } insert(e); } finally { lock.unlock(); }}从put方法的实现可以看出它先获取了锁并且获取的是可中断锁然后判断当前元素个数是否等于数组的长度如果相等则调用notFull.await()进行等待如果捕获到中断异常则唤醒线程并抛出异常。当被其他线程唤醒时通过insert(e)方法插入元素最后解锁。我们看一下insert方法的实现private void insert(E x) { items[putIndex] x; putIndex inc(putIndex); count; notEmpty.signal();}它是一个private方法插入成功后通过notEmpty唤醒正在等待取元素的线程。下面是take()方法的实现public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { try { while (count 0) notEmpty.await(); } catch (InterruptedException ie) { notEmpty.signal(); // propagate to non-interrupted thread throw ie; } E x extract(); return x; } finally { lock.unlock(); }}跟put方法实现很类似只不过put方法等待的是notFull信号而take方法等待的是notEmpty信号。在take方法中如果可以取元素则通过extract方法取得元素下面是extract方法的实现private E extract() { final E[] items this.items; E x items[takeIndex]; items[takeIndex] null; takeIndex inc(takeIndex); --count; notFull.signal(); return x;}跟insert方法也很类似。其实从这里大家应该明白了阻塞队列的实现原理事实它和我们用Object.wait()、Object.notify()和非阻塞队列实现生产者-消费者的思路类似只不过它把这些工作一起集成到了阻塞队列中实现。四.示例和使用场景下面先使用Object.wait()和Object.notify()、非阻塞队列实现生产者-消费者模式public class Test { private int queueSize 10; private PriorityQueueInteger queue new PriorityQueueInteger(queueSize); public static void main(String[] args) { Test test new Test(); Producer producer test.new Producer(); Consumer consumer test.new Consumer(); producer.start(); consumer.start(); } class Consumer extends Thread{ Override public void run() { consume(); } private void consume() { while(true){ synchronized (queue) { while(queue.size() 0){ try { System.out.println(队列空等待数据); queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); queue.notify(); } } queue.poll(); //每次移走队首元素 queue.notify(); System.out.println(从队列取走一个元素队列剩余queue.size()个元素); } } } } class Producer extends Thread{ Override public void run() { produce(); } private void produce() { while(true){ synchronized (queue) { while(queue.size() queueSize){ try { System.out.println(队列满等待有空余空间); queue.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); queue.notify(); } } queue.offer(1); //每次插入一个元素 queue.notify(); System.out.println(向队列取中插入一个元素队列剩余空间(queueSize-queue.size())); } } } }}这个是经典的生产者-消费者模式通过阻塞队列和Object.wait()和Object.notify()实现wait()和notify()主要用来实现线程间通信。具体的线程间通信方式wait和notify的使用在后续问章中会讲述到。下面是使用阻塞队列实现的生产者-消费者模式public class Test { private int queueSize 10; private ArrayBlockingQueueInteger queue new ArrayBlockingQueueInteger(queueSize); public static void main(String[] args) { Test test new Test(); Producer producer test.new Producer(); Consumer consumer test.new Consumer(); producer.start(); consumer.start(); } class Consumer extends Thread{ Override public void run() { consume(); } private void consume() { while(true){ try { queue.take(); System.out.println(从队列取走一个元素队列剩余queue.size()个元素); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } class Producer extends Thread{ Override public void run() { produce(); } private void produce() { while(true){ try { queue.put(1); System.out.println(向队列取中插入一个元素队列剩余空间(queueSize-queue.size())); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }} 有没有发现使用阻塞队列代码要简单得多不需要再单独考虑同步和线程间通信的问题。在并发编程中一般推荐使用阻塞队列这样实现可以尽量地避免程序出现意外的错误。阻塞队列使用最经典的场景就是socket客户端数据的读取和解析读取数据的线程不断将数据放入队列然后解析线程不断从队列取数据解析。还有其他类似的场景只要符合生产者-消费者模型的都可以使用阻塞队列。转载于:https://www.cnblogs.com/signheart/p/6606475.html
