JUC下的阻塞队列-LinkedBlockingQueue

    LinkedBlockingQueue是一个单向链表实现的阻塞队列。该队列按 FIFO(先进先出)排序元素,新元素插入到队列的尾部,并且队列获取操作会获得位于队列头部的元素
    LinkedBlockingQueue采用了双锁读写分离的技术,可以让读写操作在不干扰对方的情况下,完成各自的功能,提高并发吞吐量。
结构:

public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E>
        implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -6903933977591709194L;
    // 链表的节点
    static class Node<E> {
        E item;

        /**
         * One of:
         * - the real successor Node
         * - this Node, meaning the successor is head.next
         * - null, meaning there is no successor (this is the last node)
         */
        Node<E> next;

        Node(E x) { item = x; }
    }

   // 队列的容量,默认是Integer.MAX_VALUE
    private final int capacity;

    // 队列元素的计数
    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();

     // 头节点,头节点的元素始终等于null
    transient Node<E> head;
    // 尾节点,尾节点的next始终等于null
    private transient Node<E> last;
    
    // 调用take, poll等方法的出队锁(读锁)
    private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
    
    // 读锁的条件
    private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();

    // 调用put, offer等方法的入队锁(写锁)
    private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();

    // 写锁的条件
    private final Condition notFull = putLock.newCondition();
}

构造函数:

// 无参构造函数,指定最大容量
public LinkedBlockingQueue() {
        this(Integer.MAX_VALUE);
    }

// 指定容量的构造函数
public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
        if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.capacity = capacity;
        last = head = new Node<E>(null);
    }

// 指定集合的构造函数
 public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {
        this(Integer.MAX_VALUE);
        final ReentrantLock putLock = this.putLock;
        putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility
        try {
            int n = 0;
            for (E e : c) {
                if (e == null)
                    throw new NullPointerException();
                if (n == capacity)
                    throw new IllegalStateException("Queue full");
                enqueue(new Node<E>(e));
                ++n;
            }
            count.set(n);
        } finally {
            putLock.unlock();
        }
    }

入队API:

put,将指定的元素插入到队尾,如果队列满了,则等待队列空间释放
 public void put(E e) throws InterruptedException {
        if (e == null) throw new NullPointerException();
        // Note: convention in all put/take/etc is to preset local var
        // holding count negative to indicate failure unless set.
        int c = -1;
        Node<E> node = new Node<E>(e);
        // 拿入队锁,加一个可中断的锁
        final ReentrantLock putLock = this.putLock;
        final AtomicInteger count = this.count;
        putLock.lockInterruptibly();
        try {
            
            // 如果队列满了,则等待释放空间
            while (count.get() == capacity) {
                notFull.await();
            }
            // 新节点入队
            enqueue(node);
             // CAS自增计数
            c = count.getAndIncrement();
             // 如果队列还没满,则通知入队线程入队
            if (c + 1 < capacity)
                notFull.signal();
        } finally {
            putLock.unlock();
        }
        // 如果c=0说明队列原来是空的(getAndIncrement会返回count原来的值),现在有元素了,所以要通知出队线程
        if (c == 0)
            signalNotEmpty();
    }

 // 新节点入队
 private void enqueue(Node<E> node) {
        // 把新节点加入到队列最后
        last = last.next = node;
 }

  // 将出队线程从等待条件队列移入等待锁的同步队列,让出队线程参与锁竞争,拿到锁之后执行出队动作
 private void signalNotEmpty() {
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lock();
        try {
            notEmpty.signal();
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
    }
offer,将指定的元素插入到队尾,如果队列满了,直接返回false,不会等待
 public boolean offer(E e) {
        if (e == null) throw new NullPointerException();
        final AtomicInteger count = this.count;
        // 队列满了,直接返回false
        if (count.get() == capacity)
            return false;
        int c = -1;
        Node<E> node = new Node<E>(e);
        final ReentrantLock putLock = this.putLock;
        putLock.lock();
        try {
             // 队列没满,入队
            if (count.get() < capacity) {
                // 添加到队尾
                enqueue(node);
                c = count.getAndIncrement();
                // 还有空间,通知入队线程入队
                if (c + 1 < capacity)
                    notFull.signal();
            }
        } finally {
            putLock.unlock();
        }
        if (c == 0)
               // 如果c=0说明队列原来是空的(getAndIncrement会返回count原来的值),现在有元素了,所以要通知出队线程
            signalNotEmpty();
        return c >= 0;
    }

出队API:

take,出队并删除头节点的下一个节点,如果队列空了则等待。
 public E take() throws InterruptedException {
        E x;
        int c = -1;
        final AtomicInteger count = this.count;
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lockInterruptibly();
        try {
            // 队列空了,等待
            while (count.get() == 0) {
                notEmpty.await();
            }
            // 出队  
            x = dequeue();
            c = count.getAndDecrement();
            // 在出队之前的队列长度>1,说明,这次出队完还有元素
            if (c > 1)
                // 通知出队线程
                notEmpty.signal();
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
        // 在出队之前的队列是满的,现在出队了,不满了,通知入队元素,继续入队
        if (c == capacity)
            signalNotFull();
        return x;
    }

 // 出队元素,把原头节点删除换成新头节点(原头节点的下一个元素)
 private E dequeue() {
        Node<E> h = head;
        Node<E> first = h.next;
        h.next = h; // help GC
        head = first;
        E x = first.item;
        first.item = null;
        return x;
    }
poll,出队并删除头节点的下一个节点,如果队列空了直接返回null
public E poll() {
        final AtomicInteger count = this.count;
        if (count.get() == 0)
            return null;
        E x = null;
        int c = -1;
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lock();
        try {
            if (count.get() > 0) {
                x = dequeue();
                c = count.getAndDecrement();
                if (c > 1)
                    notEmpty.signal();
            }
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
        if (c == capacity)
            signalNotFull();
        return x;
    }
peek ,获取头节点的下一个节点,如果队列空了直接返回null
 public E peek() {
        // 如果队列是空则返回null
        if (count.get() == 0)
            return null;
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lock();
        try {
            // 获取头节点的下一个节点,返回节点的元素
            Node<E> first = head.next;
            if (first == null)
                return null;
            else
                return first.item;
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
    }
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 218,386评论 6 506
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,142评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,704评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,702评论 1 294
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,716评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,573评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,314评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,230评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,680评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,873评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,991评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,706评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,329评论 3 330
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,910评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,038评论 1 270
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,158评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,941评论 2 355

推荐阅读更多精彩内容

  • 今天感恩节哎,感谢一直在我身边的亲朋好友。感恩相遇!感恩不离不弃。 中午开了第一次的党会,身份的转变要...
    迷月闪星情阅读 10,566评论 0 11
  • 彩排完,天已黑
    刘凯书法阅读 4,218评论 1 3
  • 表情是什么,我认为表情就是表现出来的情绪。表情可以传达很多信息。高兴了当然就笑了,难过就哭了。两者是相互影响密不可...
    Persistenc_6aea阅读 125,053评论 2 7