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  • BlockQueue

    2018-01-15 14:51:30
    用法 Queue也就是队列,只能有两种基本的操作,在头部取走一个元素和在尾部增加一个元素,所以是一种FIFO结构(先进先出),不同于栈,栈是一种后进先出的数据结构。 阻塞Queue常用的方法: ...

    用法

    Queue也就是队列,只能有两种基本的操作,在头部取走一个元素和在尾部增加一个元素,所以是一种FIFO结构(先进先出),不同于栈,栈是一种后进先出的数据结构。

    阻塞Queue常用的方法:

    • add 增加一个元索 如果队列已满,则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常

    • remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空,则抛出一个NoSuchElementException异常

    • element 返回队列头部的元素 如果队列为空,则抛出一个NoSuchElementException异常

    • offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满,则返回false

    • poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空,则返回null

    • peek 返回队列头部的元素 如果队列为空,则返回null

    • put 添加一个元素 如果队列满,则阻塞

    • take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空,则阻塞

      其中poll和take都是取走队列头部的元素,区别在于take是阻塞的,如果take的时候,队列为空,那么调用take方法的线程会一直阻塞知道队列元素不为空就会被唤醒,而poll不是阻塞的,poll方法只会检查此刻队列的状态,若为空则返回null。

      同理put和offer也是同一个道理。

    应用

    阻塞队列对应的是生产者消费者模型,在线程池中有所应用,线程池的内部就是一个阻塞队列,生产者往里面增加任务,而消费者也就是线程池中的线程就会不断地从阻塞队列中取出任务然后消费。

    BlockQueue有两种一种是基于数组这种数据结构的ArrayBlockQueue,另外一种是基于链表LinkedBlockQueue。

    源码

    首先BlockQueue是线程安全的,其内部有一个ReentrantLock,由ReentrantLock产生两个Condition,其中一个Condition是调用take方法阻塞的线程集合,另外一个是调用put方法阻塞线程的集合,我们知道ReentrantLock是基于AQS,那么Condition就是对这些阻塞线程操作的封装,主要用于阻塞线程和唤醒在队列中等待线程。

    take方法

        public E take() throws InterruptedException {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                while (count == 0)
                    notEmpty.await();
                return dequeue();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    

    首先lock加锁,然后循环检查队列中元素的个数,若为0则阻塞,若不为0,则返回一个元素并删除,dequeue的具体细节和用不同的数据结构实现是不一样的,BlcokQueue一般有基于数组数据结构实现,也有基于链表数据结构实现的。

    其他的方法看了下都累死,都是检查状态,要不阻塞,要不执行成功。

    一个对比

    阻塞队列是线程安全的,那么我们和LinkedList来做一个对比,LinkedList不是线程安全的,程序就是几个不同的线程不断的在尾部增加1000个元素:

    public class BlockQueueTest {
    
        private LinkedBlockingQueue<Integer> collection;
    
        private CountDownLatch countDownLatch;
    
        public BlockQueueTest(CountDownLatch countDownLatch) {
            this.countDownLatch = countDownLatch;
            collection = new LinkedBlockingQueue<Integer>();
        }
    
        private void addElement(final int ele) {
            for (int i = 0 ; i < 10; i ++) {
                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for (int j = 0; j < 1000000; j ++)
                            collection.add(ele);
    
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finish");
                        countDownLatch.countDown();
                    }
                }.start();
            }
        }
    
        public LinkedBlockingQueue<Integer> getCollection() {
            return collection;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
            BlockQueueTest test = new BlockQueueTest(countDownLatch);
            test.addElement(10);
            countDownLatch.await();
            System.out.println(test.getCollection().size());
        }
    
    
    }
    

    运行结果是:

    Thread-5 finish
    Thread-4 finish
    Thread-2 finish
    Thread-3 finish
    Thread-7 finish
    Thread-6 finish
    Thread-9 finish
    Thread-0 finish
    Thread-1 finish
    Thread-8 finish
    10000000
    

    若使用LinkedList来测试:

    public class BlockQueueTest {
    
        private LinkedList<Integer> collection;
    
        private CountDownLatch countDownLatch;
    
        public BlockQueueTest(CountDownLatch countDownLatch) {
            this.countDownLatch = countDownLatch;
            collection = new LinkedList<Integer>();
        }
    
        private void addElement(final int ele) {
            for (int i = 0 ; i < 10; i ++) {
                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for (int j = 0; j < 1000000; j ++)
                            collection.add(ele);
    
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finish");
                        countDownLatch.countDown();
                    }
                }.start();
            }
        }
    
        public LinkedList<Integer> getCollection() {
            return collection;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
            BlockQueueTest test = new BlockQueueTest(countDownLatch);
            test.addElement(10);
            countDownLatch.await();
            System.out.println(test.getCollection().size());
        }
    
    
    }
    

    测试结果:

    Thread-5 finish
    Thread-4 finish
    Thread-1 finish
    Thread-2 finish
    Thread-0 finish
    Thread-6 finish
    Thread-9 finish
    Thread-3 finish
    Thread-8 finish
    Thread-7 finish
    1294411
    

    由于不是线程安全的,最终集合中的元素不是我们预期的10000000

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  • BlockQueue 解析

    2019-04-02 16:23:00
    BlockQueue 解析 生产者、消费者模式 https://www.jianshu.com/p/024a36b83099 posted @ 2019-04-02 16:23 诸葛子房 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏 ...

    BlockQueue 解析

    生产者、消费者模式

    https://www.jianshu.com/p/024a36b83099

    posted @ 2019-04-02 16:23 诸葛子房 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
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  • 实战Concurrent-BlockQueue

    2019-03-21 02:04:53
    NULL 博文链接:https://cfeng-feng.iteye.com/blog/963451
  • 手写blockqueue队列

    2019-12-03 15:30:18
    package ... import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class BlockQueue<...
    package com.example.demo.webservice;
    
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class BlockQueue<T> {
       private  int size;
       private Object[] queue;
       private Lock lock=new ReentrantLock();
       private Condition full=lock.newCondition();
       private Condition empty=lock.newCondition();
       private  int index;
       private  int removeIndex;
       private int currLen;
        public BlockQueue(int size) {
            this.index = 0;
            this.removeIndex = 0;
            this.currLen = 0;
            this.size = size;
            queue = new Object[size];
        }
    
        public BlockQueue() {
            this(10);
        }
        public void push(T element) throws InterruptedException {
            lock.lock();
            try {
                while (currLen == size) {
                    System.out.println("队列满。。。");
                    full.await();
                }
                queue[index] = element;
                if (++index == size) {
                    index = 0;
                }
                currLen++;
                empty.signal();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public T pop() throws InterruptedException {
            lock.lock();
            try {
                while (currLen == 0) {
                    System.out.println("队列空。。。");
                    empty.await();
                }
                Object obj = queue[removeIndex];
                if (++removeIndex == size) {
                    removeIndex = 0;
                }
                currLen--;
                full.signal();
                return (T) obj;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            BlockQueue<Integer> blockQueue = new BlockQueue<Integer>(3);
            Thread t1=new Thread(()->{
                for(int i=0;i<100;i++){
                    try {
                        System.out.println("生产者生产的数字是: "+i);
                        blockQueue.push(i);
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            Thread t2=new Thread(()->{
                while(true){
                    try {
                        System.out.println("消费者消费的的数字是: "+blockQueue.pop());
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            t1.start();
            t2.start();
    
        }
    
    }
    

     

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  • 阻塞队列BlockQueue

    2019-11-09 08:41:40
    先上BlockQueue的源码: public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> { //增加一个元索 如果队列已满,则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常 boolean add(E e); //添加一个元素并返回...

     先上BlockQueue的源码:

    public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> {
    
        //增加一个元索 如果队列已满,则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
        boolean add(E e);
    
        //添加一个元素并返回true 如果队列已满,则返回false
        boolean offer(E e);
    
        //添加一个元素 如果队列满,则阻塞
        void put(E e) throws InterruptedException;
    
        boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
    
        //移除并返回队列头部的元素 如果队列为空,则阻塞
        E take() throws InterruptedException;
    
        //移除并返问队列头部的元素 如果队列为空,则返回null
        E poll(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
    
        //剩余容量
        int remainingCapacity();
    
        //移除并返回队列头部的元素 如果队列为空,则抛出一个NoSuchElementException异常
        boolean remove(Object o);
    
        public boolean contains(Object o);
    
        //一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象并转移到参数集合中
        int drainTo(Collection<? super E> c);
    
        int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);
    }
    

    可以看到,BlockQueue提供了很多不同于其他集合的方法。下面是它的子类:

    我们随便选一个ArrayBlockQueue来探索一下它是怎么做到阻塞的。先看看它的三个构造方法:

        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();
        }
    
        public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
                                  Collection<? extends E> c) {
            this(capacity, fair);
    
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion
            try {
                int i = 0;
                try {
                    for (E e : c) {
                        checkNotNull(e);
                        items[i++] = e;
                    }
                } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new IllegalArgumentException();
                }
                count = i;
                putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    

    搜嘎,看到了没,我们关注的重点当然是第三个构造方法,此处用到了lock锁来把一个普通的集合转移到ArrayBlockQueue中。ArrayBlockQueue的初始化是在第二个构造方法中完成的。需要注意的是,ArrayBlockQueue内部存储对象的方式是通过Object数组实现的。

    不难想象,构造方法就已经用lock锁来达到安全的目的了,那么,其他的阻塞相关方法也肯定离不开lock锁的影子了。我们带着这个flag继续往下走。先来看看offer()方法:

        public boolean offer(E e) {
            checkNotNull(e);
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                if (count == items.length)
                    return false;
                else {
                    enqueue(e);
                    return true;
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

    果然,被自己的帅气征服了下。为了避免被打脸,我们再找几个验证下:

        public void put(E e) throws InterruptedException {
            checkNotNull(e);
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                while (count == items.length)
                    notFull.await();
                enqueue(e);
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public E take() throws InterruptedException {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                while (count == 0)
                    notEmpty.await();
                return dequeue();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public E poll() {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                return (count == 0) ? null : dequeue();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

    恩....幸好,没有被打脸。到这里,我们就揭开BlockQueue的神秘面纱啦。

    展开全文
  • <div><p>Should fix #645 </p><p>该提问来源于开源项目:ethereum/ethereumj</p></div>
  • BlockQueue 是什么?

    千次阅读 2019-12-25 21:48:16
    当线程队列是空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞;当线程队列是满时,往队列里添加元素的操作将会被阻塞。
  • blockQueue 作为线程容器、阻塞队列,多用于生产者、消费者的关系模式中,保障并发编程线程同步,线程池中被用于当作存储任务的队列,还可以保证线程执行的有序性。 一、常用方法 1.生产 add(obj):往队列里面增加...
  • BlockQueue 阻塞队列
  • public boolean add(E e) 方法将抛出IllegalStateException异常,说明队列已满。 public boolean offer(E e) 方法则不会抛异常,只会返回boolean值,告诉你添加成功与否,队列已满,当然返回false。...
  • Java BlockQueue

    千次阅读 2016-05-29 22:02:00
    基本原理特殊的队列:BlockingQueue如果BlockQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒.同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被...
  • * 1: 线程安全 阻塞队列 BlockQueue * 1-1 同一时刻,出队或者入队 只能有一个线程在操作,这样保证了 出对和 入队的线程安全性 * 1-2 但是同一时刻,可以有 分别执行出队和人对的操作的两个线程在操作, * 但是为了...
  • 在学习完java的同步队列、Lock和等待通知机制之后,再来看阻塞队列会觉得阻塞队列更加容易理解。阻塞队列是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的插入:当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,...
  • BlockQueue的使用

    千次阅读 2016-12-06 15:03:30
    阻塞队列BlockingQueue的使用
  • 引言 之前自己的面试经历老被问到手写阻塞队列,当然大概率情况下面试官不会很直白的就让你实现一个阻塞队列,这个问题有很多的变种,但是万变不离其宗,知道了怎么去实现阻塞,也就会实现阻塞队列了。...
  • 介绍线程池的五种状态以及状态的二进制表达以及切换等。 阻塞队列常用的数组实现以及链表实现的源码解析
  • 一、Condition 功能介绍:线程间通讯的另一种方式,他的功能和Lock几乎一样 案例说明:下面案例中Condition通过await进行阻塞,然后用single进行唤醒 ... import java.util.concurrent.locks.Condition...
  • package ... import ch.qos.logback.core.util.TimeUtil; import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util...
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  • 开篇先解释一下队列: 数据结构分为线性数据和非先性数据 这里的线性数据结构指的是内存地址的线性存储,而下面要说的数组实现的队列就是线程地址存储结构中的一种,我们往下看 队列为先进先出的数据结构(FIFO)...
  • BlockingQueue详解 阻塞队列,顾名思义,首先它是一个队列, 常用的队列主要有以下两种: 先进先出(FIFO):先插入的队列的元素也最先出队列,类似于排队的功能。 从某种程度上来说这种队列也体现了一种公平...
  • Java中对BlockQueue的理解

    千次阅读 2017-11-10 16:52:42
    在学习多线程的知识时,意外碰见了BlockQueue这个类,从字面理解是个队列块,带着好奇,查看了官方文档 文档如下: BlockingQueue 实现主要用于生产者-使用者队列,但它另外还支持 Collection 接口。因此,举例来...
  • 这篇文章是对前几篇文章的一个总结,用我们学过的知识点(volatile/CAS/atomicInteger/BlockQueue/线程交互/原子引用)做一个生产者消费者的例子,看下边的代码,我们在main方法中,创建两个线程,来操作资源类, ...

空空如也

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