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LinkedBlockingQueue源码解析（3）

叁叁肆2018-12-18 15:16

此文已由作者赵计刚授权网易云社区发布。

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4.3、public E take() throws InterruptedException

原理：

  • 将队头元素出队，如果队列空了，一直阻塞，直到队列不为空或者线程被中断

使用方法：

        try {
            abq.take();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

源代码：

    /**
     * 出队：
     * 如果队列空了，一直阻塞，直到队列不为空或者线程被中断
     */
    public E take() throws InterruptedException {
        E x;
        int c = -1;
        final AtomicInteger count = this.count;//获取队列中的元素总量
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lockInterruptibly();//获取出队锁
        try {
            while (count.get() == 0) {//如果没有元素，一直阻塞
                /*
                 * 加入等待队列， 一直等待条件notEmpty（即被其他线程唤醒）
                 * （唤醒其实就是，有线程将一个元素入队了，然后调用notEmpty.signal()唤醒其他等待这个条件的线程，同时队列也不空了）
                 */
                notEmpty.await();
            }
            x = dequeue();//出队
            c = count.getAndDecrement();//元素数量-1
            if (c > 1)
                notEmpty.signal();
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
        if (c == capacity)
            signalNotFull();
        return x;
    }

 

总结：

1、具体入队与出队的原理图：

图中每一个节点前半部分表示封装的数据x，后边的表示指向的下一个引用。

1.1、初始化


 初始化之后，初始化一个数据为null，且head和last节点都是这个节点。

1.2、入队两个元素过后


这个可以根据入队方法enqueue(E x)来看，源代码再贴一遍：

    /**
     * 创建一个节点，并加入链表尾部
     * 
     * @param x
     */
    private void enqueue(E x) {
        /*
         * 封装新节点，并赋给当前的最后一个节点的下一个节点，然后在将这个节点设为最后一个节点
         */
        last = last.next = new Node<E>(x);
    }

其实这我们就可以发现其实真正意义上出队的头节点是Head节点的下一个节点。（这也就是Node这个内部类中对next的注释，我没有翻译）

1.3、出队一个元素后


表面上看，只是将头节点的next指针指向了要删除的x1.next，事实上这样我觉的就完全可以，但是jdk实际上是将原来的head节点删除了，而上边看到的这个head节点，正是刚刚出队的x1节点，只是其值被置空了。

这一块对应着源代码来看：dequeue()

    /**
     * 从队列头部移除一个节点
     */
    private E dequeue() {
        Node<E> h = head;// 获取头节点：x==null
        Node<E> first = h.next;// 将头节点的下一个节点赋值给first
        h.next = h; // 将当前将要出队的节点置null（为了使其做head节点做准备）
        head = first;// 将当前将要出队的节点作为了头节点
        E x = first.item;// 获取出队节点的值
        first.item = null;// 将出队节点的值置空
        return x;
    }

 

2、三种入队对比：

  • offer(E e)：如果队列没满，立即返回true； 如果队列满了，立即返回false-->不阻塞
  • put(E e)：如果队列满了，一直阻塞，直到队列不满了或者线程被中断-->阻塞
  • offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：在队尾插入一个元素,，如果队列已满，则进入等待，直到出现以下三种情况：-->阻塞
    • 被唤醒
    • 等待时间超时
    • 当前线程被中断

 

3、三种出队对比：

  • poll()：如果没有元素，直接返回null；如果有元素，出队
  • take()：如果队列空了，一直阻塞，直到队列不为空或者线程被中断-->阻塞
  • poll(long timeout, TimeUnit unit)：如果队列不空，出队；如果队列已空且已经超时，返回null；如果队列已空且时间未超时，则进入等待，直到出现以下三种情况：
    • 被唤醒
    • 等待时间超时
    • 当前线程被中断

 

4、ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue对比

  • ArrayBlockingQueue：
    • 一个对象数组+一把锁+两个条件
    • 入队与出队都用同一把锁
    • 在只有入队高并发或出队高并发的情况下，因为操作数组，且不需要扩容，性能很高
    • 采用了数组，必须指定大小，即容量有限
  • LinkedBlockingQueue：
    • 一个单向链表+两把锁+两个条件
    • 两把锁，一把用于入队，一把用于出队，有效的避免了入队与出队时使用一把锁带来的竞争。
    • 在入队与出队都高并发的情况下，性能比ArrayBlockingQueue高很多
    • 采用了链表，最大容量为整数最大值，可看做容量无限

 两个疑问：

  • 入队时：c==0是怎样出现的？
  • 出队时：c==capcity是怎样出现的？

这两个疑问，都是基于对于AtomicInteger的不熟，不明白LinkedBlockingQueue引用的这两个方法（getAndIncrement和getAndDecrement）先返回旧值还是新值，关于AtomicInteger的源码介绍，请查看《第十一章 AtomicInteger源码解析》，具体链接如下：

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5140158.html


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