本篇内容主要讲解“JUC的ArrayBlockingQueue怎么实现数据的添加和拿取”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“JUC的ArrayBlockingQueue怎么实现数据的添加和拿取”吧!
ArrayBlockingQueue 有以下几个特点:
由数组实现的有界阻塞队列,容量一旦创建,后续大小无法修改;
遵照先进先出规则,队头拿数据,队尾取数据;
跟 LinkedBlockingQueue 一样,队列满时,往队列中 put 数据会被阻塞,队列空时,往队列中拿数据会被阻塞;
对数据操作时,共用一把锁,所以不能同时读写操作;
ArrayBlockingQueue 跟 LinkedBlockingQueue 一样,同样继承了 AbstractQueue 实现 BlockingQueue 接口,所以在方法上跟 LinkedBlockingQueue 一样,所以在这里我们不把方法列出来了,可以去查看前面 LinkedBlockingQueue 的文章~
除了方法之外,在 ArrayBlockingQueue 中,还有两个比较重要的参数:
/** items index for next take, poll, peek or remove */// 获取元素的位置int takeIndex;/** items index for next put, offer, or add */// 新增元素时的数组下标int putIndex;
由于 ArrayBlockingQueue 底层采用的是数组,结合上面的两个参数,ArrayBlockingQueue 的整体结构图大概如下:
ArrayBlockingQueue 有三个构造函数:
public ArrayBlockingQueue(int capacity);// fair 表示是否为公平锁
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair);public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c);
关于构造函数就不多说了,都大同小异,跟 LinkedBlockingQueue 一样,同样拿 put()、take() 方法,看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现数据的添加和拿取的~
先从put()方法开始,看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现的~
public void put(E e) throws InterruptedException { Objects.requireNonNull(e); // 获取锁 final ReentrantLock lock = this.lock; // 设置可重入锁 lock.lockInterruptibly(); try { // 当数组队列存满时,阻塞等待..... while (count == items.length) notFull.await(); // 入队操作 enqueue(e); } finally { // 解锁 lock.unlock(); }}// 入队
private void enqueue(E e) { final Object[] items = this.items; // 根据 putIndex 插入到对应的位置即可 items[putIndex] = e; // 设置好下一次插入的位置,如果当前插入的位置是最后一个元素, // 那么下一次插入的位置就是队头了 if (++putIndex == items.length) putIndex = 0; count++; notEmpty.signal();}
put() 方法的实现并不复杂,代码也就 20 行左右,我们来拆解一下 put 过程:
1、先获取锁,对操作进行加锁;
2、判断队列是否队满,如果队满,则挂起等待;
3、根据 putIndex 的值,直接将元素插入到 items 数组中;
4、调整 putIndex 的位置,用于下一次插入使用,如果当前 putIndex 是数组的最后一个位置,则 putIndex 下一次插入的位置是数组的第一个位置,可以把它当作是循环;
5、解锁;
put 方整体解决起来不难,跟 LinkedBlockingQueue 一样,其他添加方法这里就不介绍了,大同小异~
再来看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现 take() 方法的,take() 方法主要源码如下:
public E take() throws InterruptedException { // 获取锁 final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { // 判断队列是否为空,为空的话挂起等待 while (count == 0) notEmpty.await(); // 获取数据 return dequeue(); } finally { lock.unlock(); }}private E dequeue() { final Object[] items = this.items; @SuppressWarnings("unchecked") // 根据 takeIndex 获取 items 中的元素 E e = (E) items[takeIndex]; // 将 takeIndex 中的数据置为空 items[takeIndex] = null; // 设置下一次获取数据的下标, if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--; if (itrs != null) itrs.elementDequeued(); notFull.signal(); return e;}
take() 方法跟 put() 方法没有什么太大的区别,就是一个反操作~
最后我们再来关注一下 remove() 方法,这个方法还是有一些学问的,主要源码如下:
public boolean remove(Object o) { if (o == null) return false; final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { if (count > 0) { final Object[] items = this.items; for (int i = takeIndex, end = putIndex, to = (i < end) ? end : items.length; ; i = 0, to = end) { // 遍历有值的一段数据 for (; i < to; i++) if (o.equals(items[i])) { removeAt(i); return true; } if (to == end) break; } } return false; } finally { lock.unlock(); }}// 主要看这个方法void removeAt(final int removeIndex) { final Object[] items = this.items; // 如果要删除的位置正好是下一次 take的位置 if (removeIndex == takeIndex) { // removing front item; just advance items[takeIndex] = null; if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--; if (itrs != null) itrs.elementDequeued(); } else { // 如果删除的位置时 takeIndex 和 putIndex 之间的位置,则被删除的数据全部往前移动~ for (int i = removeIndex, putIndex = this.putIndex;;) { int pred = i; if (++i == items.length) i = 0; if (i == putIndex) { items[pred] = null; this.putIndex = pred; break; } items[pred] = items[i]; } count--; if (itrs != null) itrs.removedAt(removeIndex); } notFull.signal();}
remove 的时候分三种情况:
第一种:当 removeIndex == takeIndex 时,这种情况就比较简单,将该位置的元素删除后,takeIndex +1 即可;
第二种:当 removeIndex + 1 == putIndex 时,直接将 putIndex -1 就好,相当于 putIndex 指针往前移动一格;
第三种:当 removeIndex != takeIndex && removeIndex + 1 != putIndex 时,这种情况就比较复杂了,需要涉及到数据的移动,要将 removeIndex 后面的数据全部往前移动一个位置,putIndex 的位置也要迁移一位,具体的可以参考源码;
到此,相信大家对“JUC的ArrayBlockingQueue怎么实现数据的添加和拿取”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是亿速云网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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