多线程应用——阻塞队列

简介: 用数组实现阻塞队列

阻塞队列

1.队列的概念

一种先进先出的数据结构

2.阻塞队列

队列写元素是从队尾插入,从对头取出

当插入元素时,先判断一下队列是否已满,如果满了就等待(阻塞),等到队列中有空余位置时再插入

当取出元素时,先判断一下队列是否为空,如果空了就等待(阻塞),等到队列中有元素时再去取出

3.现实中的例子

包饺子:

  1. 和面
  2. 擀皮
  3. 包饺子

两种分配方式

  1. 各干各的,每个人都擀皮,包饺子,这是会产生严重的锁竞争
  2. 一个人专门负责擀皮,其他人包饺子,常用的方式,提高效率

这里涉及到一个模型,生产者消费者模型

擀皮的那个人是生产者,其他包饺子的人是消费者,放饺子皮的地方是交易场所

生产者消费者模型利用阻塞队列解决了锁竞争可能产生的冲突的问题,而且还有其他优势

4.消息队列

在阻塞队列的基础上对消息进行分组

5.使用队列的优势

1.解耦

高内聚,低耦合

高内聚:业务强相关的功能或代码组织在一起,不要在这个类里一个方法,那个类里一个方法,为了后续维护方便,设计与组织的一种方式

低耦合:不强相关的代码,或是重复代码,尽量抽象成其他的接口,在各个方法中调用就可以了。

2.削峰填谷

削峰:在流量暴增的时候用消息队列把消息缓存起来,后面的服务器一点一点按正常速度处理

提谷:消费消息的服务器在流量不多的情况下,处理之前堆积的消息,这个就是填谷

例如:淘宝双十一,订单消息量过大,物流、银行等服务不能及时处理,消费服务器就可以按照其他业务的API流量限制处理消息

3.异步操作

同步是指的是一次只能完成一件任务。如果有多任务,就必须排队,前面一个任务完成,再执行后面一个任务

异步指的是每一个任务有一个或多个回调函数(callback),前一个任务结束后,不是执行后一个任务,而是执行回调函数,后一个任务则是不等前一个任务结束就执行,所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。

6.实现

在JDK中为我们提供了关于阻塞队列的接口BlockingQueue

这里我们通过一个数组来实现阻塞队列

publicclassMyBlockingQueue {

   //用数组来保存数据

   privateInteger[] elementData=newInteger[1000];

   //队尾与队首的下标

   privatevolatileinthead=0;

   privatevolatileinttail=0;

   //有效元素个数

   privatevolatileintsize=0;

   /**

    * 添加元素

    * @param value

    */

   publicvoidput(Integervalue) throwsInterruptedException {

       synchronized (this){

           //先判断队列是否满了

           //解决虚假唤醒问题

           while (size>=elementData.length){

               //队列已满就阻塞等待

               this.wait();

           }

           //从队尾入队

           elementData[tail]=value;

           //队尾下标向前移动

           tail++;

           if(tail>=elementData.length){

               tail=0;

           }

           //修改有效个数

           size++;

           //添加新元素之后,唤醒其他线程

           this.notifyAll();

       }

   }

   /**

    * 获取元素

    * @return

    */

   publicIntegertake() throwsInterruptedException {

       synchronized (this){

           //先判断队列是否为空

           while (size==0) {

               //出队时,如果为空就等待

               this.wait();

           }

           //出队队首元素

           Integervalue=elementData[head];

           //向后移动head

           head++;

           if (head>=elementData.length){

               head=0;

           }

           //修改有效元素的个数

           size--;

           //出队时唤醒其他线程

           this.notifyAll();

           returnvalue;

       }

   }

}


目录
相关文章
|
26天前
|
存储 并行计算 安全
C++多线程应用
【10月更文挑战第29天】C++ 中的多线程应用广泛,常见场景包括并行计算、网络编程中的并发服务器和图形用户界面(GUI)应用。通过多线程可以显著提升计算速度和响应能力。示例代码展示了如何使用 `pthread` 库创建和管理线程。注意事项包括数据同步与互斥、线程间通信和线程安全的类设计,以确保程序的正确性和稳定性。
|
1月前
|
监控 Java
在实际应用中选择线程异常捕获方法的考量
【10月更文挑战第15天】选择最适合的线程异常捕获方法需要综合考虑多种因素。没有一种方法是绝对最优的,需要根据具体情况进行权衡和选择。在实际应用中,还需要不断地实践和总结经验,以提高异常处理的效果和程序的稳定性。
21 3
|
1月前
|
调度 Android开发 开发者
构建高效Android应用:探究Kotlin多线程优化策略
【10月更文挑战第11天】本文探讨了如何在Kotlin中实现高效的多线程方案,特别是在Android应用开发中。通过介绍Kotlin协程的基础知识、异步数据加载的实际案例,以及合理使用不同调度器的方法,帮助开发者提升应用性能和用户体验。
47 4
|
2月前
|
数据采集 负载均衡 安全
LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口
本文提供了多个多线程编程问题的解决方案,包括设计有限阻塞队列、多线程网页爬虫、红绿灯路口等,每个问题都给出了至少一种实现方法,涵盖了互斥锁、条件变量、信号量等线程同步机制的使用。
LeetCode刷题 多线程编程九则 | 1188. 设计有限阻塞队列 1242. 多线程网页爬虫 1279. 红绿灯路口
|
1月前
|
数据采集 存储 Java
Crawler4j在多线程网页抓取中的应用
Crawler4j在多线程网页抓取中的应用
|
1月前
|
数据挖掘 程序员 调度
探索Python的并发编程:线程与进程的实战应用
【10月更文挑战第4天】 本文深入探讨了Python中实现并发编程的两种主要方式——线程和进程,通过对比分析它们的特点、适用场景以及在实际编程中的应用,为读者提供清晰的指导。同时,文章还介绍了一些高级并发模型如协程,并给出了性能优化的建议。
31 3
|
1月前
|
Java 数据处理 数据库
Java多线程的理解和应用场景
Java多线程的理解和应用场景
52 1
|
23天前
|
Java 开发者
Java中的多线程基础与应用
【10月更文挑战第24天】在Java的世界中,多线程是提高效率和实现并发处理的关键。本文将深入浅出地介绍如何在Java中创建和管理多线程,以及如何通过同步机制确保数据的安全性。我们将一起探索线程生命周期的奥秘,并通过实例学习如何优化多线程的性能。无论你是初学者还是有一定经验的开发者,这篇文章都将为你打开一扇通往高效编程的大门。
17 0
|
2月前
|
负载均衡 Java 调度
探索Python的并发编程:线程与进程的比较与应用
本文旨在深入探讨Python中的并发编程,重点比较线程与进程的异同、适用场景及实现方法。通过分析GIL对线程并发的影响,以及进程间通信的成本,我们将揭示何时选择线程或进程更为合理。同时,文章将提供实用的代码示例,帮助读者更好地理解并运用这些概念,以提升多任务处理的效率和性能。
60 3
|
2月前
|
Java 开发者
Java中的多线程基础与应用
【9月更文挑战第22天】在Java的世界中,多线程是一块基石,它支撑着现代并发编程的大厦。本文将深入浅出地介绍Java中多线程的基本概念、创建方法以及常见的应用场景,帮助读者理解并掌握这一核心技术。