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03.并发编程之wait_notify模拟Queue

03.并发编程之wait_notify模拟Queue

作者: commence | 来源:发表于2017-05-12 11:08 被阅读17次

    1、BlockingQueue

    顾名思义,首先它是一个队列,并且支持阻塞的机制,阻塞地放入和得到数据。
    实现LinkedBlockingQueue两个简单的方法puttake
    put(an Object):把Object加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断,直接有空间再继续。
    take(an Object):取走BlockingQueue里排在首位的对象,BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入。

    2、Java中的ArrayList的初始容量和容量分配

    List接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作,并允许包括 null在内的所有元素。
    ArrayList继承于List接口,除继承过来的方法外,还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。
    每个ArrayList实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素,其容量也自动增长。
    并未指定增长策略的细节,因为这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单。
    ArrayList是经常会被用到的,一般情况下,使用的时候会像这样进行声明:

    List arrayList = new ArrayList();

    如果像上面这样使用默认的构造方法,初始容量被设置为10。当ArrayList中的元素超过10个以后,会重新分配内存空间,使数组的大小增长到16。
    可以通过调试看到动态增长的数量变化:10->16->25->38->58->88->...
    也可以使用下面的方式进行声明:

    List arrayList = new ArrayList(4);

    ArrayList的默认容量设置为4。当ArrayList中的元素超过4个以后,会重新分配内存空间,使数组的大小增长到7。
    可以通过调试看到动态增长的数量变化:4->7->11->17->26->...
    那么容量变化的规则是什么呢?请看下面的公式:
    ((旧容量 * 3) / 2) + 1
    注:这点与C#语言是不同的,C#当中的算法很简单,是翻倍。
    一旦容量发生变化,就要带来额外的内存开销,和时间上的开销。
    所以,在已经知道容量大小的情况下,推荐使用下面方式进行声明:

    List arrayList = new ArrayList(CAPACITY_SIZE);

    即指定默认容量大小的方式。

    package demo2;
    
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    public class MyQueue {
        // 1.需要一个盛装元素的集合
        private LinkedList<Object>  list    = new LinkedList<Object>();
    
        // 2.有满的时候,是有界队列,需要计数器,统计加入list的个数
        private AtomicInteger       count   = new AtomicInteger(0);
    
        // 3.需要指定上限与下限
        private final int           minSize = 0;
        private final int           maxSize;
    
        // 4.构造方法
        public MyQueue(int size) {
            this.maxSize = size;
        }
    
        // 5.初始化一个对象,用于加锁
        private final Object lock = new Object();
    
        // put:把Object加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断,直接有空间再继续。
        public void put(Object obj) {
            synchronized (lock) {
                while (count.get() == this.maxSize) {
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 1.加入元素
                list.add(obj);
                // 2.计数器累加
                count.incrementAndGet();
                // 3.唤醒另外一个线程
                lock.notify();
    
                System.out.println("新加入的元素为:" + obj);
            }
        }
    
        // take:取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入。
        public Object take() {
            Object ret = null;
            synchronized (lock) {
                while (count.get() == this.minSize) {
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 1.移除元素操作
                ret = list.removeFirst();
                // 2.计数器递减
                count.decrementAndGet();
                // 3.唤醒另外一个线程
                lock.notify();
            }
            return ret;
        }
    
        public int getSize() {
            return this.count.get();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            MyQueue mq = new MyQueue(5);
            mq.put("a");
            mq.put("b");
            mq.put("c");
            mq.put("d");
            mq.put("e");
    
            System.out.println("当前容器的长度为:" + mq.getSize());
            Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    mq.put("f");
                    mq.put("g");
    
                }
            }, "t1");
            t1.start();
    
            Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    Object o1 = mq.take();
                    System.out.println("移除的元素为:" + o1);
                    Object o2 = mq.take();
                    System.out.println("移除的元素为:" + o2);
    
                }
            }, "t2");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            t2.start();
        }
    }
    

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