LinkedBlockingQueue是java併發包下一個以單鏈表實現的阻塞隊列,它是線程安全的,至於它是否是有界的,請看下面的分析。java
// 容量 private final int capacity; // 元素數量 private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(); // 鏈表頭 transient Node<E> head; // 鏈表尾 private transient Node<E> last; // take鎖 private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock(); // notEmpty條件 // 當隊列無元素時,take鎖會阻塞在notEmpty條件上,等待其它線程喚醒 private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition(); // 放鎖 private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock(); // notFull條件 // 當隊列滿了時,put鎖會會阻塞在notFull上,等待其它線程喚醒 private final Condition notFull = putLock.newCondition();
典型的單鏈表結構。node
static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node(E x) { item = x; } }
public LinkedBlockingQueue() { // 若是沒傳容量,就使用最大int值初始化其容量 this(Integer.MAX_VALUE); } public LinkedBlockingQueue(int capacity) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.capacity = capacity; // 初始化head和last指針爲空值節點 last = head = new Node<E>(null); }
入隊一樣有四個方法,咱們這裏只分析最重要的一個,put(E e)方法:安全
public void put(E e) throws InterruptedException { // 不容許null元素 if (e == null) throw new NullPointerException(); int c = -1; // 新建一個節點 Node<E> node = new Node<E>(e); final ReentrantLock putLock = this.putLock; final AtomicInteger count = this.count; // 使用put鎖加鎖 putLock.lockInterruptibly(); try { // 若是隊列滿了,就阻塞在notFull條件上 // 等待被其它線程喚醒 while (count.get() == capacity) { notFull.await(); } // 隊列不滿了,就入隊 enqueue(node); // 隊列長度加1 c = count.getAndIncrement(); // 若是現隊列長度若是小於容量 // 就再喚醒一個阻塞在notFull條件上的線程 // 這裏爲啥要喚醒一下呢? // 由於可能有不少線程阻塞在notFull這個條件上的 // 而取元素時只有取以前隊列是滿的纔會喚醒notFull // 爲何隊列滿的才喚醒notFull呢? // 由於喚醒是須要加putLock的,這是爲了減小鎖的次數 // 因此,這裏索性在放完元素就檢測一下,未滿就喚醒其它notFull上的線程 // 說白了,這也是鎖分離帶來的代價 if (c + 1 < capacity) notFull.signal(); } finally { // 釋放鎖 putLock.unlock(); } // 若是原隊列長度爲0,如今加了一個元素後當即喚醒notEmpty條件 if (c == 0) signalNotEmpty(); } private void enqueue(Node<E> node) { // 直接加到last後面 last = last.next = node; } private void signalNotEmpty() { final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; // 加take鎖 takeLock.lock(); try { // 喚醒notEmpty條件 notEmpty.signal(); } finally { // 解鎖 takeLock.unlock(); } }
出隊一樣也有四個方法,咱們這裏只分析最重要的那一個,take()方法:多線程
public E take() throws InterruptedException { E x; int c = -1; final AtomicInteger count = this.count; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; // 使用takeLock加鎖 takeLock.lockInterruptibly(); try { // 若是隊列無元素,則阻塞在notEmpty條件上 while (count.get() == 0) { notEmpty.await(); } // 不然,出隊 x = dequeue(); // 獲取出隊前隊列的長度 c = count.getAndDecrement(); // 若是取以前隊列長度大於1,則喚醒notEmpty if (c > 1) notEmpty.signal(); } finally { // 釋放鎖 takeLock.unlock(); } // 若是取以前隊列長度等於容量 // 則喚醒notFull if (c == capacity) signalNotFull(); return x; } private E dequeue() { // head節點自己是不存儲任何元素的 // 這裏把head刪除,並把head下一個節點做爲新的值 // 並把其值置空,返回原來的值 Node<E> h = head; Node<E> first = h.next; h.next = h; // help GC head = first; E x = first.item; first.item = null; return x; } private void signalNotFull() { final ReentrantLock putLock = this.putLock; putLock.lock(); try { // 喚醒notFull notFull.signal(); } finally { putLock.unlock(); } }