关于java:你手写过堵塞队列吗

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面试官:你好,你先做个自我介绍吧

某人:面试官你好,我叫开局一张嘴面试全靠吹,某某年毕业,毕业自家里蹲大学,做过某某我的项目。。。。。。

面试官微微一笑, 捋了捋稠密的头发: 看你简历,你精通多线程?那你手写过梗塞队列吗?

某人心里呈现一万个问号,梗塞队列是啥玩意?平时根本都是 crud,顶多用多线程跑数据

某人:没有手写过。

面试官:哦,那你说下梗塞队列吧

某人支支吾吾:这个有点忘了

面试官:没事,那咱们下一个。

此处省略一万字。

面试官扭了扭重大负荷的颈椎:先到这里吧,你先回去等告诉。

某人:好的。

不出意外,某人等了一个月,等的望穿秋水,也没等到那个期待的电话。

1. 什么是队列

队列是一种非凡的线性表,非凡之处在于它只容许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。

队列其实就是跟平时排队一样,依照程序来,先排队的先买到货色,后排队的后买到货色,排队的第一个叫队头,最初一个叫队尾,这就是队列的先进先出,这是和栈最大的区别。

2. 什么是梗塞队列?

当队列为空时,消费者挂起,队列已满时,生产者挂起,这就是生产 - 消费者模型,梗塞其实就是将线程挂起。因为生产者的生产速度和消费者的生产速度之间的不匹配,就能够通过梗塞队列让速度快的临时梗塞, 如生产者每秒生产两个数据,而消费者每秒生产一个数据,当队列已满时,生产者就会梗塞(挂起),期待消费者生产后,再进行唤醒。

梗塞队列会通过挂起的形式来实现生产者和消费者之间的均衡,这是和一般队列最大的区别。

3. 如何实现梗塞队列?

jdk 其实曾经帮咱们提供了实现计划,java5 减少了 concurrent 包,concurrent 包中的 BlockingQueue 就是梗塞队列,咱们不须要关怀 BlockingQueue 如何实现梗塞,所有都帮咱们封装好了,只须要做一个没有感情的 API 调用者就行。

4.BlockingQueue 如何应用?

BlockingQueue 自身只是一个接口,规定了梗塞队列的办法,次要依附几个实现类实现。

4.1 BlockingQueue 次要办法

1. 插入数据(1)offer(E e):如果队列没满,返回 true,如果队列已满,返回 false(不梗塞)(2)offer(E e, long timeout, TimeUnit unit):能够设置等待时间,如果队列已满,则进行期待。超过等待时间,则返回 false(3)put(E e):无返回值,始终期待,直至队列空出地位

2. 获取数据(1)poll():如果有数据,出队,如果没有数据,返回 null(2)poll(long timeout, TimeUnit unit):能够设置等待时间,如果没有数据,则期待,超过等待时间,则返回 null(3)take():如果有数据,出队。如果没有数据,始终期待(梗塞)

4.2 BlockingQueue 次要实现类

1.ArrayBlockingQueue:ArrayBlockingQueue 是基于数组实现的,通过初始化时设置数组长度,是一个有界队列,而且 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 不同的是,ArrayBlockingQueue 只有一个锁对象,而 LinkedBlockingQueue 是两个锁对象,一个锁对象会造成要么是生产者取得锁,要么是消费者取得锁,两者竞争锁,无奈并行。

2.LinkedBlockingQueue:LinkedBlockingQueue 是基于链表实现的,和 ArrayBlockingQueue 不同的是,大小能够初始化设置,如果不设置,默认设置大小为 Integer.MAX_VALUE,LinkedBlockingQueue 有两个锁对象,能够并行处理。

3.DelayQueue:DelayQueue 是基于优先级的一个无界队列,队列元素必须实现 Delayed 接口,反对提早获取,元素依照工夫排序,只有元素到期后,消费者能力从队列中取出。

4.PriorityBlockingQueue:PriorityBlockingQueue 是基于优先级的一个无界队列,底层是基于数组存储元素的,元素依照优选级顺序存储,优先级是通过 Comparable 的 compareTo 办法来实现的(天然排序),和其余梗塞队列不同的是,其只会梗塞消费者,不会梗塞生产者,数组会一直扩容,这就是一个彩蛋,应用时要审慎。

5.SynchronousQueue:SynchronousQueue 是一个非凡的队列,其外部是没有容器的,所以生产者生产一个数据,就梗塞了,必须等消费者生产后,生产者能力再次生产,称其为队列有点不适合,现实生活中,多个人才能称为队,一个人称为队有些说不过去。

5. 手写梗塞队列

我是参照了 ArrayBlockingQueue 的源码写的,欢送大家斧正。

/**
 * @author yz
 * @version 1.0
 * @date 2020/10/31 11:24
 */
    public class YzBlockingQuery {private Object[] tab; // 队列容器

    private int takeIndex; // 出队下标

    private int putIndex; // 入队下标

    private int size;// 元素数量

    private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

    private Condition notEmpty;// 读条件

    private Condition notFull;// 写条件

    public YzBlockingQuery(int tabCount) {if (tabCount <= 0) {new NullPointerException();
        }

        tab = new Object[tabCount];
        notEmpty = reentrantLock.newCondition();
        notFull = reentrantLock.newCondition();}

    public boolean offer(Object obj) {if (obj == null) {throw new NullPointerException(); }
        try {
            // 获取锁
            reentrantLock.lock();
            // 队列已满
            while (size==tab.length){System.out.println("队列已满");
                // 梗塞
                notFull.await();}
            tab[putIndex]=obj;
            if(++putIndex==tab.length){putIndex=0;}
            size++;
            // 唤醒读线程
            notEmpty.signal();
            return true;
        } catch (Exception e) {
            // 唤醒读线程
            notEmpty.signal();} finally {reentrantLock.unlock();
        }
        return false;
    }


    public Object take(){
        try {reentrantLock.lock();
            while (size==0){System.out.println("队列空了");
                // 梗塞
                notEmpty.await();}
            Object obj= tab[takeIndex];
            // 如果到了最初一个,则从头开始
            if(++takeIndex==tab.length){takeIndex=0;}
            size--;
            // 唤醒写线程
            notFull.signal();
            return obj;
        }catch (Exception e){
            // 唤醒写线程
            notFull.signal();}finally {reentrantLock.unlock();
        }
        return null;
    }


    public static void main(String[] args) {Random random = new Random(100);
        YzBlockingQuery yzBlockingQuery=new YzBlockingQuery(5);
        Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i=0;i<100;i++) {
                try {Thread.sleep(300);
                } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
                }
                yzBlockingQuery.offer(i);
                System.out.println("生产者生产了:"+i);
            }
        });
    
        Thread thread2 = new Thread(() -> {for (int i=0;i<100;i++) {
                try {Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
                }
                Object take = yzBlockingQuery.take();
                System.out.println("消费者生产了:"+take);
            }
        });
    
        thread1.start();
        thread2.start();}
}

起源:https://blog.csdn.net/qq_3830…

正文完
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