ArrayBlockingQueue原理

简介: 文章主要介绍了ArrayBlockingQueue的工作原理。ArrayBlockingQueue通过ReentrantLock和Condition实现了高效的阻塞队列,能够有效地避免CPU资源浪费。它非常适合用于生产者-消费者模型的应用场景,特别是需要控制生产者和消费者线程同步的场合。

阻塞队列ArrayBlockingQueue是对生产者消费者模型的实现,可以实现生产者和消费者通信。

在队列空的时候,消费者线程可以阻塞,不为空被唤醒。

在队列满的时候,生产者线程阻塞功能。不满的时候被唤醒。

ArrayBlockingQueue底层使用了独占锁ReentrantLock,和两个Conditon条件实现生产者和消费者互斥。 下面将通过查看ArrayBlockingQueue源码来了解实现细节。

依赖的锁:

    /** Main lock guarding all access */    final ReentrantLock lock;    /** Condition for waiting takes */    private final Condition notEmpty;​    /** Condition for waiting puts */    private final Condition notFull;

put方法:

//如果队列满了,会等待notFullpublic void put(E e) throws InterruptedException {
           checkNotNull(e);        //入队修改先获取锁        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lockInterruptibly();        try {
               while (count == items.length)                notFull.await();            enqueue(e);        } finally {
               lock.unlock();        }    }    //数据成功入队列后,通知notEmpty条件,阻塞了的消费者线程可以继续消费private void enqueue(E x) {
           // assert lock.getHoldCount() == 1;        // assert items[putIndex] == null;        final Object[] items = this.items;        items[putIndex] = x;        if (++putIndex == items.length)            putIndex = 0;        count++;        notEmpty.signal();    }

put方法在队列满的情况下会进入等待状态,会等到take线程唤醒。

take方法:

//如果队列为空,notEmpty条件等待。public E take() throws InterruptedException {        //出队先获取锁        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lockInterruptibly();        try {            while (count == 0)                notEmpty.await();            return dequeue();        } finally {            lock.unlock();        }    }    //获取元素,获取后,通知notFull条件private E dequeue() {        // assert lock.getHoldCount() == 1;        // assert items[takeIndex] != null;        final Object[] items = this.items;        @SuppressWarnings("unchecked")        E x = (E) items[takeIndex];        items[takeIndex] = null;        if (++takeIndex == items.length)            takeIndex = 0;        count--;        if (itrs != null)            itrs.elementDequeued();        notFull.signal();        return x;}

总结:

ArrayBlockingQueue是对生产者消费者模型的实现,并借助ReentrantLock实现了阻塞功能,通过阻塞来避免cpu资源滥用。

相关文章
|
11月前
|
存储 安全 Java
ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 有什么区别?
ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 有什么区别?
|
11月前
|
存储 安全 Java
【面试题精讲】ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 区别
【面试题精讲】ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 区别
|
4月前
|
存储 负载均衡 安全
Java并发基础:ArrayBlockingQueue全面解析!
ArrayBlockingQueue类是一个高效、线程安全的队列实现,它基于数组,提供了快速的元素访问,并支持多线程间的同步操作,作为有界队列,它能有效防止内存溢出,并通过阻塞机制平衡生产者和消费者的速度差异,它还提供了公平性和非公平性策略,满足不同场景下的需求。
106 1
Java并发基础:ArrayBlockingQueue全面解析!
|
4月前
|
存储 安全 Java
Java线程池ThreadPoolExcutor源码解读详解02-阻塞队列之ArrayBlockingQueue
`ArrayBlockingQueue` 是Java中一个基于数组的并发队列,具有线程安全的性质。以下是其关键信息的摘要: - **继承实现关系**:它扩展了`AbstractQueue`并实现了`BlockingQueue`接口,确保线程安全的入队和出队操作。 - **数据结构**:内部由固定大小的数组支撑,有`takeIndex`和`putIndex`跟踪元素的添加和移除位置,`count`记录队列中的元素数量。 - **特点**:队列长度在创建时必须指定且不可变,遵循先进先出(FIFO)原则,当队列满时,添加元素会阻塞,空时,移除元素会阻塞。
55 0
|
1月前
ArrayBlockingQueue原理解析
该文章主要讲述了ArrayBlockingQueue的实现原理。
|
3月前
|
存储 安全 Java
深入探索Java并发编程:ArrayBlockingQueue详解
深入探索Java并发编程:ArrayBlockingQueue详解
|
4月前
|
存储 安全 Java
Java线程池ThreadPoolExcutor源码解读详解03-阻塞队列之LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue 是 Java 中的两种阻塞队列实现,它们的主要区别在于: 1. **数据结构**:ArrayBlockingQueue 采用固定大小的数组实现,而 LinkedBlockingQueue 则使用链表实现。 2. **容量**:ArrayBlockingQueue 在创建时必须指定容量,而 LinkedBlockingQueue 可以在创建时不指定容量,默认容量为 Integer.MAX_VALUE。 总结起来,如果需要高效并发且内存不是主要考虑因素,LinkedBlockingQueue 通常是更好的选择;
207 1
|
4月前
并发编程之BlockingQueue(阻塞队列)的详细解析
并发编程之BlockingQueue(阻塞队列)的详细解析
22 0
|
4月前
|
存储 监控 安全
Java并发基础:LinkedBlockingQueue全面解析!
LinkedBlockingQueue类是以链表结构实现高效线程安全队列,具有出色的并发性能、灵活的阻塞与非阻塞操作,以及适用于生产者和消费者模式的能力,此外,LinkedBlockingQueue还具有高度的可伸缩性,能够在多线程环境中有效管理数据共享,是提升程序并发性能和稳定性的关键组件。
129 0
Java并发基础:LinkedBlockingQueue全面解析!
|
存储 缓存 安全
BlockingQueue阻塞队列原理以及实现
BlockingQueue阻塞队列原理以及实现
108 0