ArrayBlockingQueue 與 LinkedBlockingQueue
阿新 • • 發佈：2019-08-12
- ArrayBlockingQueue內部的阻塞佇列是通過重入鎖ReenterLock和Condition條件佇列實現的，
- 所以ArrayBlockingQueue中的元素存在公平訪問與非公平訪問的區別，
- 對於公平訪問佇列，被阻塞的執行緒可以按照阻塞的先後順序訪問佇列，
- 即先阻塞的執行緒先訪問佇列。
- 而非公平佇列，當佇列可用時，阻塞的執行緒將進入爭奪訪問資源的競爭中，
- 也就是說誰先搶到誰就執行，沒有固定的先後順序。
-
//預設非公平阻塞佇列 ArrayBlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(2); //公平阻塞佇列 ArrayBlockingQueue queue1 = new ArrayBlockingQueue(2,true);
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { /** 儲存資料的陣列 */ final Object[] items; /**獲取資料的索引，主要用於take，poll，peek，remove方法 */ int takeIndex; /**新增資料的索引，主要用於 put, offer, or add 方法*/ int putIndex; /** 佇列元素的個數 */ int count; /** 控制並非訪問的鎖 */ final ReentrantLock lock; /**notEmpty條件物件，用於通知take方法佇列已有元素，可執行獲取操作 */ private final Condition notEmpty; /**notFull條件物件，用於通知put方法佇列未滿，可執行新增操作 */ private final Condition notFull; /** 迭代器 */ transient Itrs itrs = null; }
- ArrayBlockingQueue內部確實是通過陣列物件items來儲存所有的資料
- 一個ReentrantLock來同時控制新增執行緒與移除執行緒的併發訪問，
- 這點與LinkedBlockingQueue區別很大(稍後會分析)
- notEmpty條件物件則是用於存放等待或喚醒呼叫take方法的執行緒，
- 告訴他們佇列已有元素，可以執行獲取操作
- notFull條件物件是用於等待或喚醒呼叫put方法的執行緒，
- 告訴它們，佇列未滿，可以執行新增元素的操作
- 只要putIndex與takeIndex不相等就說明佇列沒有結束
- 一個ReentrantLock來同時控制新增執行緒與移除執行緒的併發訪問，
LinkedBlockingQueue
public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E>
implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable {
/**
* 節點類，用於儲存資料
*/
static class Node<E> {
E item;
/**
* One of:
* - the real successor Node
* - this Node, meaning the successor is head.next
* - null, meaning there is no successor (this is the last node)
*/
Node<E> next;
Node(E x) { item = x; }
}
/** 阻塞佇列的大小，預設為Integer.MAX_VALUE */
private final int capacity;
/** 當前阻塞佇列中的元素個數 */
private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
/**
* 阻塞佇列的頭結點
*/
transient Node<E> head;
/**
* 阻塞佇列的尾節點
*/
private transient Node<E> last;
/** 獲取並移除元素時使用的鎖，如take, poll, etc */
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
/** notEmpty條件物件，當佇列沒有資料時用於掛起執行刪除的執行緒 */
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
/** 新增元素時使用的鎖如 put, offer, etc */
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
/** notFull條件物件，當佇列資料已滿時用於掛起執行新增的執行緒 */
private final Condition notFull = putLock.newCondition();
}
- 由連結串列實現的有界佇列阻塞佇列，但大小預設值為Integer.MAX_VALUE
- 所以我們在使用LinkedBlockingQueue時建議手動傳值，
- 為其提供我們所需的大小，
- 避免佇列過大造成機器負載或者記憶體爆滿等情況。
- 如果存在新增速度大於刪除速度時候，
- 有可能會記憶體溢位，這點在使用前希望慎重考慮
- 在正常情況下，連結佇列的吞吐量要高於基於陣列的佇列（ArrayBlockingQueue）
- 因為其內部實現新增和刪除操作使用的兩個ReenterLock來控制併發執行，
- 內部維持一個基於連結串列的資料佇列
- 每個新增到LinkedBlockingQueue佇列中的資料都將被封裝成Node節點，
- 新增的連結串列佇列中，其中head和last分別指向佇列的頭結點和尾結點
- 內部分別使用了takeLock 和 putLock 對併發進行控制，
- 也就是說，新增和刪除操作並不是互斥操作，
- 可以同時進行，這樣也就可以大大提高吞吐量