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Java中常用的七个阻塞队列介绍第一篇

2020-04-20 11:07:53

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Java中常用的七个阻塞队列介绍第一篇

在上一篇我们对Java中的队列分类做了简单的介绍。本文咱们主要来聊聊阻塞队列中的七个常用子类。这七个阻塞队列的学习步骤:先看源码,分析完源码之后,我们再来对每个队列进行总结。最后在来个大总结。文章可能有点长,但是,大家耐着性子看完,保证你对这七大阻塞队列有深刻的理解。

本文主要内容:介绍前三个队列及查看源码总结每个队列的特点

本文出自凯哥Java(kaigejava)的《凯哥Java并发系列》之《Java并发编程之队列》系列的第二篇:《Java中常用的七个阻塞队列介绍第一篇》

先来看看这七个子类的类图:


都是BlockingQueue(阻塞队列的父接口)的子类,而BlockingQueue最终又继承于Collection接口。从而我们可以这么说,阻塞队列是Collection的子类的一个分支也没问题。

阻塞队列的七个子类:

ArrayBlockingQueue(下文简称:ABQueue)、LinkedBlockingQueue(下文简称:LBQueue)、PriorityBlockingQueue(下文简称:PBQueue)、DelayQueue(下文简称:DQueue)、SynchronouseQueue(下文简称:SyncQueue)、LinkedTrnsferQueue(下文简称:LTQueue)、LinkedBlockingDeque(下文简称:LBDeque)这个七个。我们来一个一个看。

ArrayBlockingQueue

在上面我们知道了阻塞队列是集合的一个子类。我们也知道: Collection<String> c1 = new ArrayList<String>();这个是成立的。那么是不是把ArrayList换成ArrayBlockingQueue也行呢?

我们测试下:

发现确实可以的。

我们来看看arrayBlockingQueue的构造器:

由三个构造器。代码如下:

我们看到,其实都调用的是:

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {

if (capacity <= 0)

throw new IllegalArgumentException();

this.items = new Object[capacity];

lock = new ReentrantLock(fair);

notEmpty = lock.newCondition();

notFull = lock.newCondition();

}

从代码中我们可以看到:ABQueue底层是数组结构。使用的是ReentrantLock锁。再之前的文章中凯哥(凯哥Java:kaigejava)在讲解ReentrantLock的时候,讲过默认使用的是非公平的。

所以通过源码分析我们可以对ABQueue得到如下总结:

ABQueue结论:

ArrayBlockingQueue:是数据结构的有界的阻塞队列。且默认使用非公平锁,也就是不保证线程公平访问队列的。

为什么说是有界的呢?因为我们知道数组大小是有边界的。无论你声明的数组多大,最后都一个极限的。存在大小限制,从源码中,来看看向队列中添加数据的方法:

为什么说默认不保证线程公平呢?因为RLock默认使用的就是非公平机制的。

如何保证公平呢?在声明的时候,直接设置为true.

LinkedBlockingQueue

先来看看构造器:


和ABQueue类似都是由三个构造器。但是不同的是,LBQueue没有强制输入队列大小的。默认使用的是Integer.MAX_VALUE.那么这个数值是多大呢?2的31次方-1.大概是21亿多。

从源码中,我们可以看出,last=head=new Node<E>()。从这行代码中,我们可以知道,LBQueue使用的是链表结构。也是使用的RLock锁。

所以,从源码中,我们可以得到如下总结:

LBQueue结论:

LBQueue是使用链表结构的有界阻塞队列。

为什么说是有界的呢?我们来看看添加的元素的源码:

需要注意:千万别用默认的。因为默认大小是Integer.MAX_VALUE。java int 类整数的最大值是 2 的 31 次方 - 1 = 2147483648 - 1 = 2147483647。这个数据太大了。如果使用默认的话,也可以理解为无界的。

PriorityBlockingQueue

这个队列名字拆开:

priority:中文的意思是优先的,优先通行权。这个队列支持优先级的。

来看看构造器:

如果不传递队列数量。使用默认的。从源码中,我们可以看到默认创建初始的队列大小是11.

我们来看看添加元素方法的源码:

从源码中,我们可以到,在添加的时候用了Comparator这个接口。而且在源码中,我们也没看到对队列的大小限制。

PBQueue总结:

PBQueue是一个支持优先级的无界阻塞队列。默认情况下元素采用自然顺序升序排列。也可以自定义类来实现comparator接口的compare方法来实现自定义排序规则。或者是在初始化的时候调用public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity,Comparator<? super E> comparator) {}这个构造器,支持在初始化的时候传递比较器。PBQueue队列同样使用了RLock,所以不能保证公平性。在添加的时候,不能添加null元素。否则会空指针异常。

为什么说支持优先级呢?添加元素的源码中使用了Comparator接口。而Comparator默认使用的是字典排序的。

代码演示

代码演示,PBQueue使用的默认排序顺序是字典排序升序法。代码如下:

运行结果:

下面来演示自定义比较器。

先来看看自定义的倒序排序器

在来看看存放和获取后:

ABQueue、LBQueue、PBQueue比较

名字 是否有界 数据结构 备注

ArrayBlockingQueue 有界的 数组 "初始化的时候需要给定队列大小;

默认非公平的。在初始化的时候可以给定是否使用公平锁"

LinkedBlockingQueue 有界的 链表 "默认大小事Integer.Max_value.达到21亿不建议使用默认的。"

PriorityBlockingQueue 无界的 链表 "支持优先级的阻塞队列。

默认适用自然排序升序规则

在初始化队列的时候,可以给定比较器的"


《Java并发编程-JUC系列教程》:


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