ArrayBlockingQueue
- 一个由数组实现的有界阻塞队列，其大小在构造时由构造函数来决定，确认之后就不能再改变了
- 支持对等待的生产者线程和使用者线程进行排序的可选公平策略，但是在默认情况下不保证线程公平的访问，在构造时可以选择公平策略（
fair = true）,就是说 ReentrantLock 会变成公平锁。公平性通常会降低吞吐量，但是减少了可变性和避免了“不平衡性”。 - 底层实现就是数组，然后用 Lock 加锁，同时维护队头和队尾索引，并且是循环的
属性
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = -817911632652898426L;
// 定长数组，维护 ArrayBlockingQueue 的元素
final Object[] items;
// 队首位置
int takeIndex;
// 队尾位置
int putIndex;
// 元素个数
int count;
// 重入锁
final ReentrantLock lock;
// notEmpty condition
private final Condition notEmpty;
// notFull condition
private final Condition notFull;
// 迭代器
transient ArrayBlockingQueue.Itrs itrs;
}
构造方法
public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
this(capacity, false);
}
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
if (capacity <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
this.items = new Object[capacity];
lock = new ReentrantLock(fair);
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
}
入队
add
// ArrayBlockingQueue.java
@Override
public boolean add(E e) {
return super.add(e);
}
/**
* super.add()：AbstractQueue#add，如下
*/
public boolean add(E e) {
if (offer(e))
return true;
else
throw new IllegalStateException("Queue full");
}
offer
- 不可超时
@Override
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获取锁
lock.lock();
try {
if (count == items.length)
// 如果超过最大长度，返回 false
return false;
else {
// 入队
enqueue(e);
return true;
}
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
private void enqueue(E x) {
// 添加元素
final Object[] items = this.items;
// 在 putIndex 的位置添加
items[putIndex] = x;
// 到达队尾，回归队头（由此可见是循环的，所以就少了每次出队后要进行 arraycopy 的操作）
if (++putIndex == items.length)
putIndex = 0;
// 总数+1
count++;
// 通知阻塞在等待非空的线程
notEmpty.signal();
}
- 可超时
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
long nanos = unit.toNanos(timeout);
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获得锁
lock.lockInterruptibly();
try {
// 若队列已满，循环等待被通知，再次检查队列是否非空（也是为了防止意外唤醒）
while (count == items.length) {
// 可等待的时间小于等于零，直接返回失败
if (nanos <= 0)
return false;
// 等待，释放锁加入 Condition 等待队列，直到超时
nanos = notFull.awaitNanos(nanos); // 返回的为剩余可等待时间，相当于每次等待，都会扣除相应已经等待的时间。
}
// 入队
enqueue(e);
return true;
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
put
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获得锁
lock.lockInterruptibly();
try {
// 若队列已满，循环等待被通知，再次检查队列是否非空
while (count == items.length)
// 等待非满的时候被唤醒
notFull.await();
// 入队
enqueue(e);
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
出队
poll
- 不可超时
public E poll() {
// 获得锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 获得头元素
return (count == 0) ? null : dequeue();
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
private E dequeue() {
final Object[] items = this.items;
// 去除队首元素
E x = (E) items[takeIndex];
items[takeIndex] = null; // 置空
// 到达队尾，回归队头（循环的）
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
// 总数 - 1
count--;
// 维护下迭代器
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
// 通知阻塞在入列的线程
notFull.signal();
return x;
}
- 可超时
public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
long nanos = unit.toNanos(timeout);
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获得锁
lock.lockInterruptibly();
try {
// 若队列已空，循环等待被通知，再次检查队列是否非空
while (count == 0) {
// 可等待的时间小于等于零，直接返回 null
if (nanos <= 0)
return null;
// 等待，直到超时
nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos); // 返回的为剩余可等待时间，相当于每次等待，都会扣除相应已经等待的时间。
}
// 出队
return dequeue();
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
take
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 获得锁
lock.lockInterruptibly();
try {
// 若队列已空，循环等待被通知，再次检查队列是否非空
while (count == 0)
notEmpty.await();
// 出列
return dequeue();
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
删除
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) return false;
final Object[] items = this.items;
// 获得锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
// 循环向下查找，若匹配，则进行移除。
do {
if (o.equals(items[i])) {
removeAt(i);
return true;
}
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
}
return false;
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
void removeAt(final int removeIndex) {
final Object[] items = this.items;
// 移除的为队头，直接移除即可
if (removeIndex == takeIndex) {
// removing front item; just advance
items[takeIndex] = null;
// 更新队头索引
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
// 移除非队头，移除的同时，需要向前复制，填补这个空缺。
} else {
final int putIndex = this.putIndex;
for (int i = removeIndex;;) {
int next = i + 1;
if (next == items.length)
next = 0;
if (next != putIndex) {
items[i] = items[next];
i = next;
} else {
// 找到了要删除的位置
items[i] = null;
// 更新队尾索引
this.putIndex = i;
break;
}
}
count--;
if (itrs != null)
itrs.removedAt(removeIndex);
}
// 通知
notFull.signal();
}
结尾
本文到这里就结束了，感谢看到最后的朋友，都看到最后了，点个赞再走啊，如有不对之处还请多多指正。
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