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小BO學習筆記之ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue的使用比較

使用環境:

  • 在Java多執行緒應用中,佇列的使用率很高,多數生產消費模型的首選資料結構就是佇列(先進先出)。Java提供的執行緒安全的Queue可以分為阻塞佇列和非阻塞佇列,其中阻塞佇列的典型例子是BlockingQueue,非阻塞佇列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue,在實際應用中要根據實際需要選用阻塞佇列或者非阻塞佇列。
  • 注:什麼叫執行緒安全?這個首先要明確。執行緒安全就是說多執行緒訪問同一程式碼,不會產生不確定的結果。

並行和併發區別

1、並行是指兩者同時做。
2、併發是指資源有限的情況下,兩者交替輪流使用資源,比如一段路(單核CPU資源)同時只能過一個人,A走一段後,讓給B,B用完繼續給A ,交替使用,目的是提高效率

LinkedBlockingQueue

由於LinkedBlockingQueue實現是執行緒安全的,實現了先進先出等特性,是作為生產者消費者的首選,LinkedBlockingQueue 可以指定容量,也可以不指定,不指定的話,預設最大是Integer.MAX_VALUE,其中主要用到put和take方法,put方法在佇列滿的時候會阻塞直到有佇列成員被消費,take方法在佇列空的時候會阻塞,直到有佇列成員被放進來。

package Test;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import
java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; /** * 多執行緒模擬實現生產者/消費者模型 * * */ public class Test { /** * * 定義裝蘋果的籃子,類似於Proxy * */ public class Basket { // 籃子,能夠容納3個蘋果 BlockingQueue<String> basket = new LinkedBlockingQueue<String>(3
); // 生產蘋果,放入籃子 public void produce() throws InterruptedException { // put方法放入一個蘋果,若basket滿了,等到basket有位置 basket.put("An apple"); } // 消費蘋果,從籃子中取走 public String consume() throws InterruptedException { // take方法取出一個蘋果,若basket為空,等到basket有蘋果為止(獲取並移除此佇列的頭部) return basket.take(); } } // 定義蘋果生產者 class Producer implements Runnable { private String instance; private Basket basket; public Producer(String instance, Basket basket) { this.instance = instance; this.basket = basket; } public void run() { try { while (true) { // 生產蘋果 System.out.println("生產者準備生產蘋果:" + instance); basket.produce(); System.out.println("!生產者生產蘋果完畢:" + instance); // 休眠300ms Thread.sleep(300); } } catch (InterruptedException ex) { System.out.println("Producer Interrupted"); } } } // 定義蘋果消費者 class Consumer implements Runnable { private String instance; private Basket basket; public Consumer(String instance, Basket basket) { this.instance = instance; this.basket = basket; } public void run() { try { while (true) { // 消費蘋果 System.out.println("消費者準備消費蘋果:" + instance); System.out.println(basket.consume()); System.out.println("!消費者消費蘋果完畢:" + instance); // 休眠1000ms Thread.sleep(1000); } } catch (InterruptedException ex) { System.out.println("Consumer Interrupted"); } } } public static void main(String[] args) { Test test = new Test(); // 建立一個裝蘋果的籃子 Basket basket = test.new Basket(); ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); Producer producer = test.new Producer("生產者001", basket); Producer producer2 = test.new Producer("生產者002", basket); Consumer consumer = test.new Consumer("消費者001", basket); service.submit(producer); service.submit(producer2); service.submit(consumer); // 程式執行5s後,所有任務停止 // try { // Thread.sleep(1000 * 5); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } // service.shutdownNow(); } }

截圖

ConcurrentLinkedQueue

 ConcurrentLinkedQueue是Queue的一個安全實現.Queue中元素按FIFO原則進行排序.採用CAS操作,來保證元素的一致性。

LinkedBlockingQueue是一個執行緒安全的阻塞佇列,它實現了BlockingQueue介面,BlockingQueue介面繼承自java.util.Queue介面,並在這個介面的基礎上增加了take和put方法,這兩個方法正是佇列操作的阻塞版本。

package Test;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class TestconcurrentLinkedQueue {
     private static ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
        private static int count = 2; // 執行緒個數
        //CountDownLatch,一個同步輔助類,在完成一組正在其他執行緒中執行的操作之前,它允許一個或多個執行緒一直等待。
        private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            long timeStart = System.currentTimeMillis();
            ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(4);
            TestconcurrentLinkedQueue.offer();
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                es.submit(new Poll());
            }
            latch.await(); //使得主執行緒(main)阻塞直到latch.countDown()為零才繼續執行
            System.out.println("cost time " + (System.currentTimeMillis() - timeStart) + "ms");
            es.shutdown();
        }

        /**
         * 生產
         */
        public static void offer() {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                queue.offer(i);
            }
        }


        /**
         * 消費
         *  
         *
         */
        static class Poll implements Runnable {
            public void run() {
                // while (queue.size()>0) {
                while (!queue.isEmpty()) {
                    System.out.println(queue.poll());
                }
                latch.countDown();
            }
        }
}

耗時