高并发编程-队列-BlockingQueue-LinkedBlockingQueue

2023-10-07 17:32:46

高并发编程-队列-BlockingQueue-LinkedBlockingQueue

一、LinkedBlockingQueue简介

　　LinkedBlockingQueue是一个基于链表的阻塞队列，该队列在创建时候，默认大小为Integer.MAX_VALUE，这个数值很大的，所以可以说LinkedBlockingQueue的大小没有限制的，业界有个比较专业的词汇，把它叫做*队列。但是这也带来了一些问题，比如当JVM内存比较小的时候，可能就会出现OOM的情况。所以建议大家在使用的时候根据实际情况设置一个大小。

　　LinkedBlockingQueue的内部是单向链表，在链表的内部只能next，也就是说查找元素只能从head查起，从tail插入。

　　LinkedBlockingQueue的采用两把锁的分离技术，实现了出队和入队的锁分离，也就是说LinkedBlockingQueue的读写是分离的，提高了它得并发处理能力

二、LinkedBlockingQueue的特点

队列特点：*阻塞队列，可以指定容量，默认为Integer.MAX_VALUE，先进先出

数据结构：链表结构

锁特点：读写锁分离，操作各自的node对象。takeLock 取node节点保证了顺序不会乱，putlock存数据时保证了有序

条件阻塞：出队时候，如果队列的count=0，证明队列里面没有元素的，notEmpty条件队列会被阻塞。入队时候，如果队列的count=capacity，证明队列已满，这个时候入队线程需要阻塞，notFull需要阻塞。

入队：从tail入队。出队:从head出队

三、LinkedBlockingQueue的简单实用

//创建一个有界队列，这个需要指定大写
BlockingQueue<Integer> linkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100)
//默认指定的Queue为*队列
BlockingQueue<Integer> linkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

//建议大家在使用的时候指定队列大小，防止出现OOM

四、LinkedBlockingQueue的源码

数据参数

//指定队列容量大小，不指定默认 Integer.MAX_VALUE
private final int capacity;
//统计内部元素数量，这里使用了CAS的原子性操作
private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
//定义链表的头部，初始化时 head=null
transient Node<E> head;
//定义链表的尾部
private transient Node<E> last;
//定义take poll使用的锁，也就是消费者使用的锁
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
//等待队列的条件队列，当队列无元素时，take锁会阻塞在notEmpty条件上，等待其它线程唤醒
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
//定义 put, offer,使用的锁，也就是生产者使用的锁
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
//等待入队的条件队列，当队列满了时，put锁会会阻塞在notFull上，等待其它线程唤醒
private final Condition notFull = putLock.newCondition();


//单链表结构
 static class Node<E> {
        E item;//存储元素

        Node<E> next;//后续节点，单链表结构

        Node(E x) { item = x; }
    }

构造器

//默认的构造器 
public LinkedBlockingQueue() {
// 如果没传容量，就使用最大int值初始化其容量
        this(Integer.MAX_VALUE);
    }

//指定容量大小的构造器
 public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
    //如果指定容量大小小于等于0抛出异常
        if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.capacity = capacity;
//定义初始的head和last节点,初始为空节点
        last = head = new Node<E>(null);
    }

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