在之前的文章中,我們介紹了生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型的最基本實(shí)現(xiàn)思路,相信大家對它已經(jīng)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。
在 Java 的并發(fā)包里面還有一個(gè)非常重要的接口:BlockingQueue。
BlockingQueue是一個(gè)阻塞隊(duì)列,更為準(zhǔn)確的解釋是:BlockingQueue是一個(gè)基于阻塞機(jī)制實(shí)現(xiàn)的線程安全的隊(duì)列。通過它也可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型,并且效率更高、安全可靠,相比之前介紹的生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型,它可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者并行運(yùn)行。
那什么是阻塞隊(duì)列呢?
簡單的說,就是當(dāng)參數(shù)在入隊(duì)和出隊(duì)時(shí),通過加鎖的方式來避免線程并發(fā)操作時(shí)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異常問題。
在 Java 中,能對線程并發(fā)執(zhí)行進(jìn)行加鎖的方式主要有synchronized和ReentrantLock,其中BlockingQueue采用的是ReentrantLock方式實(shí)現(xiàn)。
與此對應(yīng)的還有非阻塞機(jī)制的隊(duì)列,主要是采用 CAS 方式來控制并發(fā)操作,例如:ConcurrentLinkedQueue,這個(gè)我們在后面的文章再進(jìn)行分享介紹。
今天我們主要介紹BlockingQueue相關(guān)的知識(shí)和用法,廢話不多說了,進(jìn)入正題!
打開BlockingQueue的源碼,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它繼承自Queue,正如上文提到的,它本質(zhì)是一個(gè)隊(duì)列接口。
public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> { //...省略}
關(guān)于隊(duì)列,我們在之前的集合系列文章中對此有過深入的介紹,本篇就再次簡單的介紹一下。
隊(duì)列其實(shí)是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),元素遵循先進(jìn)先出的原則,所有新元素的插入,也被稱為入隊(duì)操作,會(huì)插入到隊(duì)列的尾部;元素的移除,也被稱為出隊(duì)操作,會(huì)從隊(duì)列的頭部開始移除,從而保證先進(jìn)先出的原則。
在Queue接口中,總共有 6 個(gè)方法,可以分為 3 類,分別是:插入、移除、查詢,內(nèi)容如下:
方法描述add(e)插入元素,如果插入失敗,就拋異常offer(e)插入元素,如果插入成功,就返回 true;反之 falseremove()移除元素,如果移除失敗,就拋異常poll()移除元素,如果移除成功,返回 true;反之 falseelement()獲取隊(duì)首元素,如果獲取結(jié)果為空,就拋異常peek()獲取隊(duì)首元素,如果獲取結(jié)果為空,返回空對象
因?yàn)锽lockingQueue是Queue的子接口,了解Queue接口里面的方法,有助于我們對BlockingQueue的理解。
除此之外,BlockingQueue還單獨(dú)擴(kuò)展了一些特有的方法,內(nèi)容如下:
方法描述put(e)插入元素,如果沒有插入成功,線程會(huì)一直阻塞,直到隊(duì)列中有空間再繼續(xù)offer(e, time, unit)插入元素,如果在指定的時(shí)間內(nèi)沒有插入成功,就返回 false;反之 truetake()移除元素,如果沒有移除成功,線程會(huì)一直阻塞,直到隊(duì)列中新的數(shù)據(jù)被加入poll(time, unit)移除元素,如果在指定的時(shí)間內(nèi)沒有移除成功,就返回 false;反之 truedrainTo(Collection c, int maxElements)一次性取走隊(duì)列中的數(shù)據(jù)到 c 中,可以指定取的個(gè)數(shù)。該方法可以提升獲取數(shù)據(jù)效率,不需要多次分批加鎖或釋放鎖
分析源碼,你會(huì)發(fā)現(xiàn)相比普通的Queue子類,BlockingQueue子類主要有以下幾個(gè)明顯的不同點(diǎn):
打開源碼,BlockingQueue接口的實(shí)現(xiàn)類非常多,我們重點(diǎn)講解一下其中的 5 個(gè)非常重要的實(shí)現(xiàn)類,分別如下表所示。
實(shí)現(xiàn)類功能ArrayBlockingQueue基于數(shù)組的阻塞隊(duì)列,使用數(shù)組存儲(chǔ)數(shù)據(jù),需要指定長度,所以是一個(gè)有界隊(duì)列LinkedBlockingQueue基于鏈表的阻塞隊(duì)列,使用鏈表存儲(chǔ)數(shù)據(jù),默認(rèn)是一個(gè)無界隊(duì)列;也可以通過構(gòu)造方法中的capacity設(shè)置最大元素?cái)?shù)量,所以也可以作為有界隊(duì)列SynchronousQueue一種沒有緩沖的隊(duì)列
生產(chǎn)者產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接會(huì)被消費(fèi)者獲取并且立刻消費(fèi)PriorityBlockingQueue基于優(yōu)先級(jí)別的阻塞隊(duì)列,底層基于數(shù)組實(shí)現(xiàn),是一個(gè)無界隊(duì)列DelayQueue延遲隊(duì)列,其中的元素只有到了其指定的延遲時(shí)間,才能夠從隊(duì)列中出隊(duì)
下面我們對以上實(shí)現(xiàn)類的用法,進(jìn)行一一介紹。
ArrayBlockingQueue是一個(gè)基于數(shù)組的阻塞隊(duì)列,初始化的時(shí)候必須指定隊(duì)列大小,源碼實(shí)現(xiàn)比較簡單,采用的是ReentrantLock和Condition實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型,部分核心源碼如下:
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { /** 使用數(shù)組存儲(chǔ)隊(duì)列中的元素 */ final Object[] items; /** 使用獨(dú)占鎖ReetrantLock */ final ReentrantLock lock; /** 等待出隊(duì)的條件 */ private final Condition notEmpty; /** 等待入隊(duì)的條件 */ private final Condition notFull; /** 初始化時(shí),需要指定隊(duì)列大小 */ public ArrayBlockingQueue(int capacity) { this(capacity, false); } /** 初始化時(shí),也指出指定是否為公平鎖, */ 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(); } /**入隊(duì)操作*/ 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(); } } /**出隊(duì)操作*/ public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { while (count == 0) notEmpty.await(); return dequeue(); } finally { lock.unlock(); } }}
ArrayBlockingQueue采用ReentrantLock進(jìn)行加鎖,只有一個(gè)ReentrantLock對象,這意味著生產(chǎn)者和消費(fèi)者無法并行運(yùn)行。
我們看一個(gè)簡單的示例代碼如下:
public class Container { /** * 初始化阻塞隊(duì)列 */ private final BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10); /** * 添加數(shù)據(jù)到阻塞隊(duì)列 * @param value */ public void add(Integer value) { try { queue.put(value); System.out.println("生產(chǎn)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",add:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 從阻塞隊(duì)列獲取數(shù)據(jù) */ public void get() { try { Integer value = queue.take(); System.out.println("消費(fèi)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",value:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}
/** * 生產(chǎn)者 */public class Producer extends Thread { private Container container; public Producer(Container container) { this.container = container; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 6; i++) { container.add(i); } }}
/** * 消費(fèi)者 */public class Consumer extends Thread { private Container container; public Consumer(Container container) { this.container = container; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 6; i++) { container.get(); } }}
/** * 測試類 */public class MyThreadTest { public static void main(String[] args) { Container container = new Container(); Producer producer = new Producer(container); Consumer consumer = new Consumer(container); producer.start(); consumer.start(); }}
運(yùn)行結(jié)果如下:
生產(chǎn)者:Thread-0,add:0生產(chǎn)者:Thread-0,add:1生產(chǎn)者:Thread-0,add:2生產(chǎn)者:Thread-0,add:3生產(chǎn)者:Thread-0,add:4生產(chǎn)者:Thread-0,add:5消費(fèi)者:Thread-1,value:0消費(fèi)者:Thread-1,value:1消費(fèi)者:Thread-1,value:2消費(fèi)者:Thread-1,value:3消費(fèi)者:Thread-1,value:4消費(fèi)者:Thread-1,value:5
可以很清晰的看到,生產(chǎn)者線程執(zhí)行完畢之后,消費(fèi)者線程才開始消費(fèi)。
LinkedBlockingQueue是一個(gè)基于鏈表的阻塞隊(duì)列,初始化的時(shí)候無須指定隊(duì)列大小,默認(rèn)隊(duì)列長度為Integer.MAX_VALUE,也就是 int 型最大值。
同樣的,采用的是ReentrantLock和Condition實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型,不同的是它使用了兩個(gè)lock,這意味著生產(chǎn)者和消費(fèi)者可以并行運(yùn)行,程序執(zhí)行效率進(jìn)一步得到提升。
部分核心源碼如下:
public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { /** 使用出隊(duì)獨(dú)占鎖ReetrantLock */ private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock(); /** 等待出隊(duì)的條件 */ private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition(); /** 使用入隊(duì)獨(dú)占鎖ReetrantLock */ private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock(); /** 等待入隊(duì)的條件 */ private final Condition notFull = putLock.newCondition(); /**入隊(duì)操作*/ public void put(E e) throws InterruptedException { if (e == null) throw new NullPointerException(); int c = -1; Node<E> node = new Node<E>(e); final ReentrantLock putLock = this.putLock; final AtomicInteger count = this.count; putLock.lockInterruptibly(); try { while (count.get() == capacity) { notFull.await(); } enqueue(node); c = count.getAndIncrement(); if (c + 1 < capacity) notFull.signal(); } finally { putLock.unlock(); } if (c == 0) signalNotEmpty(); } /**出隊(duì)操作*/ public E take() throws InterruptedException { E x; int c = -1; final AtomicInteger count = this.count; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; takeLock.lockInterruptibly(); try { while (count.get() == 0) { notEmpty.await(); } x = dequeue(); c = count.getAndDecrement(); if (c > 1) notEmpty.signal(); } finally { takeLock.unlock(); } if (c == capacity) signalNotFull(); return x; }}
把最上面的樣例Container中的阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)類換成LinkedBlockingQueue,調(diào)整如下:
/** * 初始化阻塞隊(duì)列 */private final BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
再次運(yùn)行結(jié)果如下:
生產(chǎn)者:Thread-0,add:0消費(fèi)者:Thread-1,value:0生產(chǎn)者:Thread-0,add:1消費(fèi)者:Thread-1,value:1生產(chǎn)者:Thread-0,add:2消費(fèi)者:Thread-1,value:2生產(chǎn)者:Thread-0,add:3生產(chǎn)者:Thread-0,add:4生產(chǎn)者:Thread-0,add:5消費(fèi)者:Thread-1,value:3消費(fèi)者:Thread-1,value:4消費(fèi)者:Thread-1,value:5
可以很清晰的看到,生產(chǎn)者線程和消費(fèi)者線程,交替并行執(zhí)行。
SynchronousQueue是一個(gè)沒有緩沖的隊(duì)列,生產(chǎn)者產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接會(huì)被消費(fèi)者獲取并且立刻消費(fèi),相當(dāng)于傳統(tǒng)的一個(gè)請求對應(yīng)一個(gè)應(yīng)答模式。
相比ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue,SynchronousQueue實(shí)現(xiàn)機(jī)制也不同,它主要采用隊(duì)列和棧來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞,中間不存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù),生產(chǎn)的數(shù)據(jù)必須得消費(fèi)者處理,線程阻塞方式采用 JDK 提供的LockSupport park/unpark函數(shù)來完成,也支持公平和非公平兩種模式。
部分核心源碼如下:
public class SynchronousQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { /**不同的策略實(shí)現(xiàn)*/ private transient volatile Transferer<E> transferer; /**默認(rèn)非公平模式*/ public SynchronousQueue() { this(false); } /**可以選策略,也可以采用公平模式*/ public SynchronousQueue(boolean fair) { transferer = fair ? new TransferQueue<E>() : new TransferStack<E>(); } /**入隊(duì)操作*/ public void put(E e) throws InterruptedException { if (e == null) throw new NullPointerException(); if (transferer.transfer(e, false, 0) == null) { Thread.interrupted(); throw new InterruptedException(); } } /**出隊(duì)操作*/ public E take() throws InterruptedException { E e = transferer.transfer(null, false, 0); if (e != null) return e; Thread.interrupted(); throw new InterruptedException(); }}
同樣的,把最上面的樣例Container中的阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)類換成SynchronousQueue,代碼如下:
public class Container { /** * 初始化阻塞隊(duì)列 */ private final BlockingQueue<Integer> queue = new SynchronousQueue<>(); /** * 添加數(shù)據(jù)到阻塞隊(duì)列 * @param value */ public void add(Integer value) { try { queue.put(value); Thread.sleep(100); System.out.println("生產(chǎn)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",add:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 從阻塞隊(duì)列獲取數(shù)據(jù) */ public void get() { try { Integer value = queue.take(); Thread.sleep(200); System.out.println("消費(fèi)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",value:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}
再次運(yùn)行結(jié)果如下:
生產(chǎn)者:Thread-0,add:0消費(fèi)者:Thread-1,value:0生產(chǎn)者:Thread-0,add:1消費(fèi)者:Thread-1,value:1生產(chǎn)者:Thread-0,add:2消費(fèi)者:Thread-1,value:2生產(chǎn)者:Thread-0,add:3消費(fèi)者:Thread-1,value:3生產(chǎn)者:Thread-0,add:4消費(fèi)者:Thread-1,value:4生產(chǎn)者:Thread-0,add:5消費(fèi)者:Thread-1,value:5
可以很清晰的看到,生產(chǎn)者線程和消費(fèi)者線程,交替串行執(zhí)行,生產(chǎn)者每投遞一條數(shù)據(jù),消費(fèi)者處理一條數(shù)據(jù)。
PriorityBlockingQueue是一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)別的阻塞隊(duì)列,底層基于數(shù)組實(shí)現(xiàn),可以認(rèn)為是一個(gè)無界隊(duì)列。
PriorityBlockingQueue與ArrayBlockingQueue的實(shí)現(xiàn)邏輯,基本相似,也是采用ReentrantLock來實(shí)現(xiàn)加鎖的操作。
最大不同點(diǎn)在于:
部分核心源碼如下:
public class PriorityBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { /**隊(duì)列元素*/ private transient Object[] queue; /**比較器*/ private transient Comparator<? super E> comparator; /**采用ReentrantLock進(jìn)行加鎖*/ private final ReentrantLock lock; /**條件等待與通知*/ private final Condition notEmpty; /**入隊(duì)操作*/ public boolean offer(E e) { if (e == null) throw new NullPointerException(); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); int n, cap; Object[] array; while ((n = size) >= (cap = (array = queue).length)) tryGrow(array, cap); try { Comparator<? super E> cmp = comparator; if (cmp == null) siftUpComparable(n, e, array); else siftUpUsingComparator(n, e, array, cmp); size = n + 1; notEmpty.signal(); } finally { lock.unlock(); } return true; } /**出隊(duì)操作*/ public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); E result; try { while ( (result = dequeue()) == null) notEmpty.await(); } finally { lock.unlock(); } return result; }}
同樣的,把最上面的樣例Container中的阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)類換成PriorityBlockingQueue,調(diào)整如下:
/** * 初始化阻塞隊(duì)列 */private final BlockingQueue<Integer> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
生產(chǎn)者插入數(shù)據(jù)的內(nèi)容,我們改下插入順序。
/** * 生產(chǎn)者 */public class Producer extends Thread { private Container container; public Producer(Container container) { this.container = container; } @Override public void run() { container.add(5); container.add(3); container.add(1); container.add(2); container.add(0); container.add(4); }}
最后運(yùn)行結(jié)果如下:
生產(chǎn)者:Thread-0,add:5生產(chǎn)者:Thread-0,add:3生產(chǎn)者:Thread-0,add:1生產(chǎn)者:Thread-0,add:2生產(chǎn)者:Thread-0,add:0生產(chǎn)者:Thread-0,add:4消費(fèi)者:Thread-1,value:0消費(fèi)者:Thread-1,value:1消費(fèi)者:Thread-1,value:2消費(fèi)者:Thread-1,value:3消費(fèi)者:Thread-1,value:4消費(fèi)者:Thread-1,value:5
從日志上可以很明顯看出,對于整數(shù),默認(rèn)情況下,按照升序排序,消費(fèi)者默認(rèn)從 0 開始處理。
DelayQueue是一個(gè)線程安全的延遲隊(duì)列,存入隊(duì)列的元素不會(huì)立刻被消費(fèi),只有到了其指定的延遲時(shí)間,才能夠從隊(duì)列中出隊(duì)。
底層采用的是PriorityQueue來存儲(chǔ)元素,DelayQueue的特點(diǎn)在于:插入隊(duì)列中的數(shù)據(jù)可以按照自定義的delay時(shí)間進(jìn)行排序,快到期的元素會(huì)排列在前面,只有delay時(shí)間小于 0 的元素才能夠被取出。
部分核心源碼如下:
public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E> { /**采用ReentrantLock進(jìn)行加鎖*/ private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); /**采用PriorityQueue進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)*/ private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>(); /**條件等待與通知*/ private final Condition available = lock.newCondition(); /**入隊(duì)操作*/ public boolean offer(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { q.offer(e); if (q.peek() == e) { leader = null; available.signal(); } return true; } finally { lock.unlock(); } } /**出隊(duì)操作*/ public E poll() { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { E first = q.peek(); if (first == null || first.getDelay(NANOSECONDS) > 0) return null; else return q.poll(); } finally { lock.unlock(); } }}
同樣的,把最上面的樣例Container中的阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)類換成DelayQueue,代碼如下:
public class Container { /** * 初始化阻塞隊(duì)列 */ private final BlockingQueue<DelayedUser> queue = new DelayQueue<DelayedUser>(); /** * 添加數(shù)據(jù)到阻塞隊(duì)列 * @param value */ public void add(DelayedUser value) { try { queue.put(value); System.out.println("生產(chǎn)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",add:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 從阻塞隊(duì)列獲取數(shù)據(jù) */ public void get() { try { DelayedUser value = queue.take(); String time = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()); System.out.println(time + " 消費(fèi)者:"+ Thread.currentThread().getName()+",value:" + value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}
DelayQueue隊(duì)列中的元素需要顯式實(shí)現(xiàn)Delayed接口,定義一個(gè)DelayedUser類,代碼如下:
public class DelayedUser implements Delayed { /** * 當(dāng)前時(shí)間戳 */ private long start; /** * 延遲時(shí)間(單位:毫秒) */ private long delayedTime; /** * 名稱 */ private String name; public DelayedUser(long delayedTime, String name) { this.start = System.currentTimeMillis(); this.delayedTime = delayedTime; this.name = name; } @Override public long getDelay(TimeUnit unit) { // 獲取當(dāng)前延遲的時(shí)間 long diffTime = (start + delayedTime) - System.currentTimeMillis(); return unit.convert(diffTime,TimeUnit.MILLISECONDS); } @Override public int compareTo(Delayed o) { // 判斷當(dāng)前對象的延遲時(shí)間是否大于目標(biāo)對象的延遲時(shí)間 return (int) (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)); } @Override public String toString() { return "DelayedUser{" + "delayedTime=" + delayedTime + ", name='" + name + '/'' + '}'; }}
生產(chǎn)者插入數(shù)據(jù)的內(nèi)容,做如下調(diào)整。
/** * 生產(chǎn)者 */public class Producer extends Thread { private Container container; public Producer(Container container) { this.container = container; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 6; i++) { container.add(new DelayedUser(1000 * i, "張三" + i)); } }}
最后運(yùn)行結(jié)果如下:
生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=0, name='張三0'}生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=1000, name='張三1'}生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=2000, name='張三2'}生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=3000, name='張三3'}生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=4000, name='張三4'}生產(chǎn)者:Thread-0,add:DelayedUser{delayedTime=5000, name='張三5'}2023-11-03 14:55:33 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=0, name='張三0'}2023-11-03 14:55:34 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=1000, name='張三1'}2023-11-03 14:55:35 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=2000, name='張三2'}2023-11-03 14:55:36 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=3000, name='張三3'}2023-11-03 14:55:37 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=4000, name='張三4'}2023-11-03 14:55:38 消費(fèi)者:Thread-1,value:DelayedUser{delayedTime=5000, name='張三5'}
可以很清晰的看到,延遲時(shí)間最低的排在最前面。
最后我們來總結(jié)一下BlockingQueue阻塞隊(duì)列接口,它提供了很多非常豐富的生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型的編程實(shí)現(xiàn),同時(shí)兼顧了線程安全和執(zhí)行效率的特點(diǎn)。
開發(fā)者可以通過BlockingQueue阻塞隊(duì)列接口,簡單的代碼編程即可實(shí)現(xiàn)多線程中數(shù)據(jù)高效安全傳輸?shù)哪康?,確切的說,它幫助開發(fā)者減輕了不少的編程難度。
在實(shí)際的業(yè)務(wù)開發(fā)中,其中LinkedBlockingQueue使用的是最廣泛的,因?yàn)樗膱?zhí)行效率最高,在使用的時(shí)候,需要平衡好隊(duì)列長度,防止過大導(dǎo)致內(nèi)存溢出。
舉個(gè)最簡單的例子,比如某個(gè)功能上線之后,需要做下壓力測試,總共需要請求 10000 次,采用 100 個(gè)線程去執(zhí)行,測試服務(wù)是否能正常工作。如何實(shí)現(xiàn)呢?
可能有的同學(xué)想到,每個(gè)線程執(zhí)行 100 次請求,啟動(dòng) 100 個(gè)線程去執(zhí)行,可以是可以,就是有點(diǎn)笨拙。
其實(shí)還有另一個(gè)辦法,就是將 10000 個(gè)請求對象,存入到阻塞隊(duì)列中,然后采用 100 個(gè)線程去消費(fèi)執(zhí)行,這種編程模型會(huì)更佳靈活。
具體示例代碼如下:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 將每個(gè)用戶訪問百度服務(wù)的請求任務(wù),存入阻塞隊(duì)列中 // 也可以也采用多線程寫入 BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { queue.put("https://www.baidu.com?paramKey=" + i); } // 模擬100個(gè)線程,執(zhí)行10000次請求訪問百度 final int threadNum = 100; for (int i = 0; i < threadNum; i++) { final int threadCount = i + 1; new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("thread " + threadCount + " start"); boolean over = false; while (!over) { String url = queue.poll(); if(Objects.nonNull(url)) { // 發(fā)起請求 String result =HttpUtils.getUrl(url); System.out.println("thread " + threadCount + " run result:" + result); }else { // 任務(wù)結(jié)束 over = true; System.out.println("thread " + threadCount + " final"); } } } }).start(); }}
本文主要圍繞BlockingQueue阻塞隊(duì)列接口,從方法介紹到用法詳解,做了一次知識(shí)總結(jié),如果有描述不對的地方,歡迎留言指出!
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