Java Review - 并发编程_PriorityBlockingQueue原理&源码剖析

简介: Java Review - 并发编程_PriorityBlockingQueue原理&源码剖析

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概述


PriorityBlockingQueue是带优先级的无界阻塞队列,每次出队都返回优先级最高或者最低的元素。


其内部是使用平衡二叉树堆实现的,所以直接遍历队列元素不保证有序。


默认使用对象的compareTo方法提供比较规则,如果你需要自定义比较规则则可以自定义comparators。


类图结构


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由图可知,


PriorityBlockingQueue内部有一个数组queue,用来存放队列元素,size用来存放队列元素个数。


allocationSpinLock是个自旋锁,其使用CAS操作来保证同时只有一个线程可以扩容队列,状态为0或者1,其中0表示当前没有进行扩容,1表示当前正在扩容。


由于这是一个优先级队列,所以有一个比较器comparator用来比较元素大小。


lock独占锁对象用来控制同时只能有一个线程可以进行入队、出队操作。


notEmpty条件变量用来实现take方法阻塞模式。这里没有notFull 条件变量是因为这里的put操作是非阻塞的,为啥要设计为非阻塞的,是因为这是无界队列。


在如下构造函数中,默认队列容量为11,默认比较器为null,也就是使用元素的compareTo方法进行比较来确定元素的优先级,这意味着队列元素必须实现了Comparable接口。

   /**
     * Default array capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11;
    /**
     * Creates a {@code PriorityBlockingQueue} with the default
     * initial capacity (11) that orders its elements according to
     * their {@linkplain Comparable natural ordering}.
     */
    public PriorityBlockingQueue() {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
    }
    /**
     * Creates a {@code PriorityBlockingQueue} with the specified
     * initial capacity that orders its elements according to their
     * {@linkplain Comparable natural ordering}.
     *
     * @param initialCapacity the initial capacity for this priority queue
     * @throws IllegalArgumentException if {@code initialCapacity} is less
     *         than 1
     */
    public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, null);
    }
    /**
     * Creates a {@code PriorityBlockingQueue} with the specified initial
     * capacity that orders its elements according to the specified
     * comparator.
     *
     * @param initialCapacity the initial capacity for this priority queue
     * @param  comparator the comparator that will be used to order this
     *         priority queue.  If {@code null}, the {@linkplain Comparable
     *         natural ordering} of the elements will be used.
     * @throws IllegalArgumentException if {@code initialCapacity} is less
     *         than 1
     */
    public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity,
                                 Comparator<? super E> comparator) {
        if (initialCapacity < 1)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.lock = new ReentrantLock();
        this.notEmpty = lock.newCondition();
        this.comparator = comparator;
        this.queue = new Object[initialCapacity];
    }

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小Demo


先搞个Demo体会PriorityBlockingQueue的使用方法。在这个Demo中,会把具有优先级的任务放入队列,然后从队列里面逐个获取优先级最高的任务来执行


核心方法&源码解析


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