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Java阻塞隊列的實現

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阻塞隊列與普通隊列的區別在於,當隊列是空的時,從隊列中獲取元素的操作將會被阻塞,或者當隊列是滿時,往隊列裏添加元素的操作會被阻塞。試圖從空的阻塞隊列中獲取元素的線程將會被阻塞,直到其他的線程往空的隊列插入新的元素。同樣,試圖往已滿的阻塞隊列中添加新元素的線程同樣也會被阻塞,直到其他的線程使隊列重新變得空閑起來,如從隊列中移除一個或者多個元素,或者完全清空隊列,下圖展示了如何通過阻塞隊列來合作:

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線程1往阻塞隊列中添加元素,而線程2從阻塞隊列中移除元素

從5.0開始,JDK在java.util.concurrent包裏提供了阻塞隊列的官方實現。盡管JDK中已經包含了阻塞隊列的官方實現,但是熟悉其背後的原理還是很有幫助的。

阻塞隊列的實現

阻塞隊列的實現類似於帶上限的Semaphore的實現。下面是阻塞隊列的一個簡單實現

public class BlockingQueue {  
  
  private List queue = new LinkedList();  
  private int  limit = 10;  
  
  public BlockingQueue(int limit){  
    this.limit = limit;  
  }  
  
  
  public synchronized void enqueue(Object item)  
  throws InterruptedException  {  
    while(this.queue.size() == this.limit) {  
      wait();  
    }  
    if(this.queue.size() == 0) {  
      notifyAll();  
    }  
    this.queue.add(item);  
  }  
  
  
  public synchronized Object dequeue()  
  throws InterruptedException{  
    while(this.queue.size() == 0){  
      wait();  
    }  
    if(this.queue.size() == this.limit){  
      notifyAll();  
    }  
  
    return this.queue.remove(0);  
  }  
  
}  

  

必須註意到,在enqueue和dequeue方法內部,只有隊列的大小等於上限(limit)或者下限(0)時,才調用notifyAll方法。如果隊列的大小既不等於上限,也不等於下限,任何線程調用enqueue或者dequeue方法時,都不會阻塞,都能夠正常的往隊列中添加或者移除元素。

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