优秀网页设计网站,建设摩托车公司官方网站,网站链接加标签,金蝶软件做账全过程文章目录 阻塞队列对比、总览阻塞队列本质思想主要队列讲解ArrayBlockingQueueLinkedBlockingQueueSynchronousQueueLinkedTransferQueuePriorityBlockingQueueDelayQueueLinkedBlockingDeque 阻塞队列对比、总览 阻塞队列本质思想
阻塞队列都是线程安全的队列. 其最主要的功能… 文章目录 阻塞队列对比、总览阻塞队列本质思想主要队列讲解ArrayBlockingQueueLinkedBlockingQueueSynchronousQueueLinkedTransferQueuePriorityBlockingQueueDelayQueueLinkedBlockingDeque 阻塞队列对比、总览 阻塞队列本质思想
阻塞队列都是线程安全的队列. 其最主要的功能就是当put元素的时候, 如果队列达到最大容量, 此时put线程可以自动阻塞,直到队列中有元素被取走. 当take元素的时候, 如果队列中元素为空, take线程会自动阻塞, 直到有元素被放入队列中.
那这个功能是怎样实现的呢? 其实最本质就是使用的Condition机制的await()和singnal(), 类似于synchronized中的wait()和notify().
当put元素时,发现队列中元素已满, 就调用await()方法, 阻塞当前线程, 而当有消费者获取元素后,不管有没有put线程被阻塞,都直接调用singnal()方法, 去尝试唤醒.这样就能达到效果.
Condition原理
Condition是要和lock配合使用的, 也就是Condition和ReentrantLock是绑定在一起的而ReentrantLock底层实现其实是AQS.所以要想理解Condition的话,最好先理解AQS,不然可能会有云里雾里的感觉, 感兴趣的同学可以看看这篇文章
我们获取Condition对象可以使用lock.newCondition()而这个方法实际上是会new出一个ConditionObject对象该类是AQS的一个内部类.而AQS内部维护了一个同步队列如果获取锁失败的话,会将线程放入该同步队列同样的condition内部也是使用同样的方式其内部维护了一个等待队列
其大致原理如下: 当awaitThread线程调用await方法后,会释放当前锁,挂起该线程, 将该线程加入到等待队列中 当signalThread线程调用signal方法后,会将awaitThread线程从等待队列中移出,加入到同步队列中(此时没有唤醒),使awaitThread线程能够有机会获取到锁, 当signalThread线程真正释放锁之后, 处于同步队列中的awaitThread线程被唤醒,重新竞争获取锁, 然后执行剩下的代码.
主要队列讲解
ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue底层是以数组实现的有界阻塞队列.
我们讲所有阻塞队列都是线程安全的, 必然会用到锁, 它内部使用的是ReentrantLock.
那锁的是谁呢?
其实锁的就是这个数组对象, 因为数组是不可以变的, 存取元素都会操作这个数组.这样就能保证线程安全.
那数组是怎样实现队列的先进先出呢?
其实就是内部维护了两个指针, 每put一个新元素, puTIndex指针往后移一次,然后进行赋值; 取的时候就找takeIndex,取出后将该位置置为null.
这两个指针都是从左向右进行移动的, 移动到末尾会自动回到首位.
LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue 是用链表实现的 无界 阻塞队列.
因为是链表实现的, 所以它可以动态扩容, 初始可以指定容量.
我们想一想对于链表来说, 我们每次put, 其实都需要新new一个节点, 而take则是取原有节点, 所以它读和写是不影响的.所以它有两把锁.
存放元素和获取元素是两个不同的锁对象, 这样就足以保证线程安全.所以它其实就实现了锁分离, 读写不会相互阻塞, put和take是可以同时进行的,在并发量高的时候性能会高一些 SynchronousQueue
SynchronousQueue是Java并发包中提供的一种特殊类型的阻塞队列。它是一种没有容量的队列每个插入操作必须等待另一个线程的相应移除操作反之亦然。
它完成线程间数据交换是同步的, 也就是当你put一个元素就会直接被阻塞, 只有这个元素被take之后,put线程才会被唤醒.
其实如果只有一个线程put,一个线程take,那这个还是很容易实现的 但是其实我们可能有很多个线程put,很多个线程take,又要完成同步的数据交换. 这个怎么实现呢?
首先如果很多个线程put, 那这些线程都会被阻塞, 那这些线程所带的元素应该放哪呢? 所以需要一个容器, 去存储元素,并不是很多人理解的SynchronousQueue是没有存储容器的
这个容器其实就是以Node节点构成的队列, 当put元素的时候, 把put线程中携带的元素封装成Node节点,同时该节点还存储了当前put线程,也就是绑定该线程.然后将该线程阻塞. 一直阻塞到该Nodo的节点被take之后, 再唤醒put线程.从而实现同步. 由于SynchronousQueue需要一对线程进行插入和移除操作因此需要额外的线程协调来保证操作的成功。如果某个线程插入元素而没有其他线程移除或者某个线程移除元素而没有其他线程插入那么可能会导致线程阻塞甚至死锁。
LinkedTransferQueue
如果理解了LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue,那LinkedTransferQueue也很好理解了.
但是它有一个很大的特点, 结合了LinkedBlockingQueue和SynchronousQueue的特点. 你可以自己控制放元素是否需要被阻塞
比如使用put方法就不会阻塞,立即返回 而使用transfer方法就会阻塞线程,等待被消费者消费
而取元素基本和SynchronousQueue一样,都会阻塞直到有新的元素可以被取出.
PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue是一个可以实现优先级任务的并发阻塞队列它继承自BlockingQueue接口实现了一个基于优先级的无界阻塞队列。它的特点是当多个线程同时插入元素时会按照元素的优先级进行排序并且可以保证在获取元素时总是返回优先级最高的元素。
那是怎样实现的呢?
它的底层数据结构是一个数组实现的平衡二叉树, 并且是一个最小堆,最小堆的特点是每个节点的值都小于或等于其子节点的值. 所以它的根节点一定是最小的值 而每次返回的优先级最高的元素也就是这个根节点, 当前的最小值. 当然, 每次取元素或者存元素都需要排序. 性能也会受到一定影响.
DelayQueue
DelayQueue允许将任务按照延迟时间进行排序保证了任务按照预定的时间顺序执行。这对于需要在特定时间执行任务的场景非常有用比如定时任务、延迟队列等。
它底层使用的是PriorityQueue, 和上面讲的PriorityBlockingQueue很类似, 只不过本身没有阻塞的功能, 阻塞功能由DelayQueue自己实现.
而PriorityQueue队列会根据元素的延迟时间自动排序。元素的延迟时间越短它就越靠近队列头部即优先级高. 当获取元素时, 会判断头部元素是否已经超过延迟时间, 超过则进行取出, 否则就进行阻塞.
LinkedBlockingDeque
LinkedBlockingDeque是一个基于链表的双向阻塞队列它可以在队列的两端进行插入和删除操作.
它的实现基本和LinkedBlockingQueue类似,但是可以支持两边操作, 比如在两边同时进行插入操作. 但是也是由于这个不同点, 为了两边同时操作时的线程安全, 它存取是用的同一把锁, 这也是一个区别点.
今天的分享就到这里了,有问题可以在评论区留言,均会及时回复呀. 我是bling,未来不会太差,只要我们不要太懒就行, 咱们下期见.
