Java并发进阶:阻塞队列ArrayBlockingQueue源码解析,准备Java面试

  1. 最后激活notEmpty的条件队列因调用take操作而被阻塞的一个线程。

出队dequeue

=========

private E dequeue() {

// assert lock.getHoldCount() == 1;

// assert items[takeIndex] != null;

final Object[] items = this.items;

@SuppressWarnings(“unchecked”)

// 获取元素

E x = (E) items[takeIndex];

// 置null

items[takeIndex] = null;

// 重新设置对头下标

if (++takeIndex == items.length)

takeIndex = 0;

// 更新元素计数器

count–;

// 更新迭代器中的元素数据,itrs只用在使用迭代器的时候才实例化哦

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f (itrs != null)

itrs.elementDequeued();

// 激活notFull的条件队列因调用put操作而被阻塞的一个线程

notFull.signal();

return x;

}

  1. 获取元素,并将当前位置置null。

  2. 重新设置队头下标。

  3. 元素计数器递减。

  4. 更新迭代器中的元素数据,itrs默认情况下都是为null的,只有使用迭代器的时候才会实例化Itrs。

  5. 激活notFull的条件队列因调用put操作而被阻塞的一个线程。

阻塞式操作

=====

E take() 阻塞式获取

==============

take操作将会获取当前队列头部元素并移除,如果队列为空则阻塞当前线程直到队列不为空,退出阻塞时返回获取的元素。

那,线程阻塞至何时如何知道呢,其实当前线程将会因notEmpty.await()被包装成等待节点置入notEmpty的条件队列中,一旦enqueue操作成功触发,也就是入队成功,将会执行notEmpty.signal()唤醒条件队列中等待的线程,被转移到AQS队列中参与锁的争夺。

如果线程在阻塞时被其他线程设置了中断标志,则抛出InterruptedException异常并返回。

public E take() throws InterruptedException {

final ReentrantLock lock = this.lock;

// 可响应中断式地获取锁

lock.lockInterruptibly();

try {

// 如果队列为空,则将当前线程包装为等待节点置入notEmpty的条件队列中

while (count == 0)

notEmpty.await();

// 非空,则执行入队操作,入队时唤醒notFull的条件队列中的第一个线程

return dequeue();

} finally {

lock.unlock();

}

}

void put(E e) 阻塞式插入

===================

put操作将向队尾插入元素,如果队列未满则插入,如果队列已满,则阻塞当前线程直到队列不满。

如果线程在阻塞时被其他线程设置了中断标志,则抛出InterruptedException异常并返回。

public void put(E e) throws InterruptedException {

checkNotNull(e);

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lockInterruptibly();

try {

// 如果队列满,则将当前线程包装为等待节点置入notFull的条件队列中

while (count == items.length)

notFull.await();

// 非满,则执行入队操作,入队时唤醒notEmpty的条件队列中的第一个线程

enqueue(e);

} finally {

lock.unlock();

}

}

E poll(timeout, unit) 阻塞式超时获取

=============================

在take阻塞式获取方法的基础上额外增加超时功能,传入一个timeout,获取不到而阻塞的时候,如果时间到了,即使还获取不到,也只能立即返回null。

public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {

long nanos = unit.toNanos(timeout);

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lockInterruptibly();

try {

while (count == 0) {

// 队列仍为空,但是时间到了,必须返回了

if (nanos <= 0)

return null;

// 在条件队列里等着,但是需要更新时间

nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);

}

return dequeue();

} finally {

lock.unlock();

}

}

boolean offer(e, timeout, unit) 阻塞式超时插入

=======================================

在put阻塞式插入方法的基础上额外增加超时功能,传入一个timeout,获取不到而阻塞的时候,如果时间到了,即使还获取不到,也只能立即返回null。

public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)

throws InterruptedException {

checkNotNull(e);

long nanos = unit.toNanos(timeout);

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lockInterruptibly();

try {

while (count == items.length) {

if (nanos <= 0)

return false;

nanos = notFull.awaitNanos(nanos);

}

enqueue(e);

return true;

} finally {

lock.unlock();

}

}

其他常规操作

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boolean offer(E e)

==================

offer(E e)是非阻塞的方法,向队尾插入一个元素,如果队列未满,则插入成功并返回true;如果队列已满则丢弃当前元素,并返回false。

public boolean offer(E e) {

checkNotNull(e); // 如果插入元素为null,则抛出NullPointerException异常

// 获取独占锁

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();

try {

// 如果队列满, 则返回false

if (count == items.length)

return false;

else {

// 否则则入队

enqueue(e);

return true;

}

} finally {

lock.unlock();

}

}

E poll()

========

从队列头部获取并移除第一个元素,如果队列为空则返回null。

public E poll() {

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();

try {

// 如果为空,返回null, 否则执行出队操作

return (count == 0) ? null : dequeue();

} finally {

lock.unlock();

}

}

Boolean remove(Object o)

========================

移除队列中与元素o相等【指的是equals方法判定相同】的元素,移除成功返回true,如果队列为空或没有匹配元素,则返回false。

public boolean remove(Object o) {

if (o == null) return false;

final Object[] items = this.items;

final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();

try {

if (count > 0) {

// 获取当前队尾位置

final int putIndex = this.putIndex;

// 从队头开始遍历

int i = takeIndex;

do {

// 找到了对应的元素的位置,removeAt删除该位置的元素

if (o.equals(items[i])) {

removeAt(i);

return true;

}

if (++i == items.length)

i = 0;

} while (i != putIndex);

}

return false;

} finally {

lock.unlock();

}

}

// 移除removeIndex位置的元素

void removeAt(final int removeIndex) {

// assert lock.getHoldCount() == 1;

// assert items[removeIndex] != null;

// assert removeIndex >= 0 && removeIndex < items.length;

final Object[] items = this.items;

// 如果要移除元素的位置正好就是 队头位置,和之前出队操作一样

if (removeIndex == takeIndex) {

// removing front item; just advance

items[takeIndex] = null;

if (++takeIndex == items.length)

takeIndex = 0;

count–;

if (itrs != null)

itrs.elementDequeued();

} else {

// an “interior” remove

// slide over all others up through putIndex.

final int putIndex = this.putIndex;

// 移除的不是队头,那就要对应将后面的元素补充上来,并更新putIndex的位置

for (int i = removeIndex;

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