Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 LinkedBlockingQueue-阿里云开发者社区

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Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 LinkedBlockingQueue

简介:

Java 经典面试题:聊一聊 JUC 下的 LinkedBlockingQueue

本文聊一下 JUC 下的 LinkedBlockingQueue 队列,先说说 LinkedBlockingQueue 队列的特点,然后再从源码的角度聊一聊 LinkedBlockingQueue 的主要实现~

LinkedBlockingQueue 有以下特点:

LinkedBlockingQueue 是阻塞队列,底层是单链表实现的~
元素从队列尾进队,从队列头出队,符合FIFO~
可以使用 Collection 和 Iterator 两个接口的所有操作,因为实现了两者的接口~
LinkedBlockingQueue 队列读写操作都加了锁,但是读写用的是两把不同的锁,所以可以同时读写操作~
LinkedBlockingQueue 队列继承了 AbstractQueue 类,实现了 BlockingQueue 接口,LinkedBlockingQueue 主要有以下接口:

//将指定的元素插入到此队列的尾部(如果立即可行且不会超过该队列的容量)
//在成功时返回 true,如果此队列已满,则抛IllegalStateException。
boolean add(E e);

//将指定的元素插入到此队列的尾部(如果立即可行且不会超过该队列的容量)
// 将指定的元素插入此队列的尾部,如果该队列已满,
//则在到达指定的等待时间之前等待可用的空间,该方法可中断
boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

//将指定的元素插入此队列的尾部,如果该队列已满,则一直等到(阻塞)。
void put(E e) throws InterruptedException;

//获取并移除此队列的头部,如果没有元素则等待(阻塞),
//直到有元素将唤醒等待线程执行该操作
E take() throws InterruptedException;

//获取并移除此队列的头,如果此队列为空,则返回 null。
E poll();
//获取并移除此队列的头部,在指定的等待时间前一直等到获取元素, //超过时间方法将结束
E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

//从此队列中移除指定元素的单个实例(如果存在)。
boolean remove(Object o);

//获取但不移除此队列的头元素,没有则跑异常NoSuchElementException
E element();

//获取但不移除此队列的头;如果此队列为空,则返回 null。
E peek();
LinkedBlockingQueue 队列的读写方法非常的多,但是常用的是 put()、take()方法,因为它们两是阻塞的,所以我们就从源码的角度来聊一聊 LinkedBlockingQueue 队列中这两个方法的实现。

先来看看 put()方法,源码如下:

public void put(E e) throws InterruptedException {

if (e == null) throw new NullPointerException();
// 预先设置 c 的值为 -1,表示失败
int c = -1;
Node<E> node = new Node<E>(e);
// 获取写锁
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
// 获取当前队列的大小
final AtomicInteger count = this.count;
// 设置可中断锁
putLock.lockInterruptibly();
try {
    // 队列满了
    // 当前线程阻塞,等待其他线程的唤醒(其他线程 take 成功后就会唤醒此处线程)
    while (count.get() == capacity) {
        // 无限期等待
        notFull.await();
    }
    // 新增到队列尾部
    enqueue(node);
    // 获取当前的队列数
    c = count.getAndIncrement();
    // 如果队列未满,尝试唤醒一个put的等待线程
    if (c + 1 < capacity)
        notFull.signal();
} finally {
    // 释放锁
    putLock.unlock();
}
if (c == 0)
    signalNotEmpty();

}
put()方法的源码并不难,非常容易就看懂,put()方法的过程大概如下:

1、先加锁,保证容器的并发安全~
2、队列新增数据,将数据追加到队列尾部~
3、新增时,如果队列满了,当前线程是会被阻塞的,等待被唤醒~
4、新增数据成功后,在适当时机,会唤起 put 的等待线程(队列不满时),或者 take 的等待线程(队列不为空时),这样保证队列一旦满足 put 或者 take 条件时,立马就能唤起阻塞线程,继续运行,保证了唤起的时机不被浪费offer 就有两两种,一种是直接返回 false,另一种是超过一定时间后返回 false~
5、释放锁~
其他的新增方法,例如 offer,可以查看源码,跟put() 方法大同小异,相差不大~

再来看看 take()方法,源码如下:

public E take() throws InterruptedException {

E x;
// 默认负数
int c = -1;
// 当前链表的个数
final AtomicInteger count = this.count;
//获取读锁
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lockInterruptibly();
try {
    // 当队列为空时,阻塞,等待其他线程唤醒 
    while (count.get() == 0) {
        notEmpty.await();
    }
    // 从队列的头部拿出一个元素
    x = dequeue();
    //减一操作,C比真实的队列数据大一
    c = count.getAndDecrement();
    // c 大于 0 ,表示队列有值,可以唤醒之前被阻塞的读线程
    if (c > 1)
        notEmpty.signal();
} finally {
    // 释放锁
    takeLock.unlock();
}
// 队列未满,可以唤醒 put 等待线程~
if (c == capacity)
    signalNotFull();
return x;

}
take()方法跟 put() 方法类似,是一个相反的操作,我就不做过多的说明了~

以上就是 LinkedBlockingQueue 队列的简单源码解析,希望对你的面试或者工作有所帮助,感谢你的阅读~

原文地址https://www.cnblogs.com/jamaler/p/12849927.html

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