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  • java并发编程阻塞队列

    在前面我们接触的队列都是非阻塞队列,比如PriorityQueue、LinkedList(LinkedList是双向链表,它实现了Dequeue接口)。

      使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动被唤醒(不需要我们编写代码去唤醒)。这样提供了极大的方便性。

    使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动被唤醒(不需要我们编写代码去唤醒)。这样提供了极大的方便性。

    使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动被唤醒(不需要我们编写代码去唤醒)。这样提供了极大的方便性。

    使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动被唤醒(不需要我们编写代码去唤醒)。这样提供了极大的方便性。

    使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是:它不会对当前线程产生阻塞,那么在面对类似消费者-生产者的模型时,就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略,这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了,它会对当前线程产生阻塞,比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素,此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后,被阻塞的线程会自动被唤醒(不需要我们编写代码去唤醒)。这样提供了极大的方便性。

    四.示例和使用场景

      下面先使用Object.wait()和Object.notify()、非阻塞队列实现生产者-消费者模式:

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    public class Test {
        private int queueSize = 10;
        private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
         
        public static void main(String[] args)  {
            Test test = new Test();
            Producer producer = test.new Producer();
            Consumer consumer = test.new Consumer();
             
            producer.start();
            consumer.start();
        }
         
        class Consumer extends Thread{
             
            @Override
            public void run() {
                consume();
            }
             
            private void consume() {
                while(true){
                    synchronized (queue) {
                        while(queue.size() == 0){
                            try {
                                System.out.println("队列空,等待数据");
                                queue.wait();
                            catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                                queue.notify();
                            }
                        }
                        queue.poll();          //每次移走队首元素
                        queue.notify();
                        System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
                    }
                }
            }
        }
         
        class Producer extends Thread{
             
            @Override
            public void run() {
                produce();
            }
             
            private void produce() {
                while(true){
                    synchronized (queue) {
                        while(queue.size() == queueSize){
                            try {
                                System.out.println("队列满,等待有空余空间");
                                queue.wait();
                            catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                                queue.notify();
                            }
                        }
                        queue.offer(1);        //每次插入一个元素
                        queue.notify();
                        System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
                    }
                }
            }
        }
    }

       这个是经典的生产者-消费者模式,通过阻塞队列和Object.wait()和Object.notify()实现,wait()和notify()主要用来实现线程间通信。

      具体的线程间通信方式(wait和notify的使用)在后续问章中会讲述到。

      下面是使用阻塞队列实现的生产者-消费者模式:

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    public class Test {
        private int queueSize = 10;
        private ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(queueSize);
         
        public static void main(String[] args)  {
            Test test = new Test();
            Producer producer = test.new Producer();
            Consumer consumer = test.new Consumer();
             
            producer.start();
            consumer.start();
        }
         
        class Consumer extends Thread{
             
            @Override
            public void run() {
                consume();
            }
             
            private void consume() {
                while(true){
                    try {
                        queue.take();
                        System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
                    catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
         
        class Producer extends Thread{
             
            @Override
            public void run() {
                produce();
            }
             
            private void produce() {
                while(true){
                    try {
                        queue.put(1);
                        System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
                    catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }

       有没有发现,使用阻塞队列代码要简单得多,不需要再单独考虑同步和线程间通信的问题。

      在并发编程中,一般推荐使用阻塞队列,这样实现可以尽量地避免程序出现意外的错误。

      阻塞队列使用最经典的场景就是socket客户端数据的读取和解析,读取数据的线程不断将数据放入队列,然后解析线程不断从队列取数据解析。还有其他类似的场景,只要符合生产者-消费者模型的都可以使用阻塞队列。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/panxuejun/p/7814787.html
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