java并發編程工具類JUC之ArrayBlockingQueue
Java BlockingQueue接口java.util.concurrent.BlockingQueue表示一個可以存取元素,并且線程安全的隊列。換句話說,當多線程同時從 JavaBlockingQueue中插入元素、獲取元素的時候,不會導致任何并發問題(元素被插入多次、處理多次等問題)。
從java BlockingQueue可以引申出一個概念:阻塞隊列,是指隊列本身可以阻塞線程向隊列里面插入元素,或者阻塞線程從隊列里面獲取元素。比如:當一個線程嘗試去從一個空隊列里面獲取元素的時候,這個線程將被阻塞直到隊列內元素數量不再為空。當然,線程是否會被阻塞取決于你調用什么方法從BlockingQueue獲取元素,有的方法會阻塞線程,有的方法會拋出異常等等,下文我們會詳細介紹。
類ArrayBlockingQueue是BlockingQueue接口的實現類,它是有界的阻塞隊列,內部使用數組存儲隊列元素。這里的“有界”是指存儲容量存在上限,不能無限存儲元素。在同一時間內存儲容量存在著一個上限值,這個上限制在初始實例化的時候指定,之后便不能修改了。
ArrayBlockingQueue內部采用FIFO (First In, First Out)先進先出的方法實現隊列數據的存取,隊首的元素是在隊列中保存時間最長的元素對象,隊尾的元素是在隊列中保存時間最短的元素對象。
下面的代碼說明如何初始化一個ArrayBlockingQueue,并向其中添加一個對象:
BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1024);queue.put('1'); //向隊列中添加元素Object object = queue.take(); //從隊列中取出元素
BlockingQueue可以通過泛型來限定隊列中存儲數據的類型,下面的代碼以String為泛型,表示該隊列只能存儲String類型。
BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(1024);queue.put('1');String string = queue.take();實現一個生產消費的實例
在前面的文章中我們曾經講過:BlockingQueue經常被用于生產消費的緩沖隊列。下面我們就使用ArrayBlockingQueue來真正的實現一個生產消費的例子。
類BlockingQueueExample開啟兩個獨立線程,一個是Producer生產者線程,負責向隊列中添加數據;另一個是Consumer消費者線程,負責從隊列中取出數據進行處理。
public class BlockingQueueExample { public static void main(String[] args) throws Exception {//使用ArrayBlockingQueue初始化一個BlockingQueue,指定容量的上限為1024BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1024);Producer producer = new Producer(queue); //生產者Consumer consumer = new Consumer(queue); //消費者new Thread(producer).start(); //開啟生產者線程new Thread(consumer).start(); //開啟消費者線程Thread.sleep(4000); }}
類Producer為生產者,每隔10秒鐘使用put()方法向隊列中放入一個對象,放入三次。在這10秒的間隔內,隊列數據被消費者取走之后將導致消費者線程阻塞。
public class Producer implements Runnable{ protected BlockingQueue queue = null; public Producer(BlockingQueue queue) {this.queue = queue; } public void run() {try { queue.put('1'); Thread.sleep(10000); queue.put('2'); Thread.sleep(10000); queue.put('3');} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();} }}
下面的代碼是消費者類Consumer,它從隊列中獲取待處理的元素對象,并調用System.out將其打印出來。
public class Consumer implements Runnable{ protected BlockingQueue queue = null; public Consumer(BlockingQueue queue) {this.queue = queue; } public void run() {try { System.out.println(queue.take()); System.out.println(queue.take()); System.out.println(queue.take());} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();} }}
上面的代碼打印結果是每隔10秒打印一次,因為其中take()方法在隊列內沒有元素可以取到的時候,會阻塞當前的消費者線程,讓其處于等待狀態,這個方法我們在上一節介紹BlockingQueue的時候就已經進行過說明。
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