深入研究JDK并发集合类-LinkedBlockingQueue 中put和take阻塞原理分析

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结构:

PUT操作

TAKE操作


结构:

public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E>

        implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable {

    private final int capacity;//queue的容量大小

    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);//当前存储的数量

    private transient Node<E> head;//Head of linked list.

    private transient Node<E> last;//Tail of linked list.

    private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();//取出锁

    private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition(); /** Wait queue for waiting takes */

    private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();//放入锁

    private final Condition notFull = putLock.newCondition();/** Wait queue for waiting puts */

   原文:https://blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750

    static class Node<E> {

        E item;

        Node<E> next;

        Node(E x) {

          item = x;

        }

    }

}

分析:

结构包含:容量大小、存储数量大小、头节点、尾节点、put和take锁

这里的Node和linkedlist里的Node不同,这里只有next节点,没有父节点。

拥有两把锁,这是take和put不相互影响的关键。

   原文:https://blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750

PUT操作

public void put(E e) throws InterruptedException {

    int c = -1;

    Node<E> node = new Node(e);

    final ReentrantLock putLock = this.putLock;

    final AtomicInteger count = this.count;

    putLock.lockInterruptibly();

    try {

        while (count.get() == capacity) {//如果大小和容量一样了,表示不能放入了,要阻塞。

//While用的比if好多了。万一消费者GET时候,唤醒了多个。

            notFull.await();//当前线程休息,等待signal随机唤醒。

        }

        last = last.next = node;//赋值新元素的最后一个位置

        c = count.getAndIncrement();//大小+1

        if (c + 1 < capacity)//如果当前大小还是小于容量,则继续唤醒一个put线程

            notFull.signal();

    } finally {

        putLock.unlock();

    }

    if (c == 0) {//此时队列中总共有1node了。因为初始值是0Put后会增加getAndIncrement

        signalNotEmpty();//通知take消费者,可以消费

    }

}

   原文:https://blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750

private void signalNotEmpty() {

    final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;

    takeLock.lock();

    try {

        notEmpty.signal();

    } finally {

        takeLock.unlock();

    }

}

分析:

流程:

1.判断是否能生产放入

2.如果不能生产,则释放当前put锁,线程阻塞等待。

3.如果能生产,则向队列尾部新增元素。

注意:

极端情况下当生产者都阻塞等待了,哪里来唤醒?

可以看take操作,在take后,会判断取操作之前的大小和容器大小一样,则signal一个生产者,让他继续工作。这个被唤醒的生产者会继续唤醒其他的生产者。

if (c == capacity) {

    signalNotFull();//通知一个生产者,可以生产了

}      

   原文:https://blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750

TAKE操作

public E take() throws InterruptedException {

    E x;

    int c = -1;

    final AtomicInteger count = this.count;

    final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;

    takeLock.lockInterruptibly();//lockInterruptibly()方法是一个可以对中断进行响应的锁申请动作

    try {

        while (count.get() == 0) {//如果大小=0,表示不能取了,要阻塞

            notEmpty.await();

        }

        //取出头元素

        Node<E> h = head;

        Node<E> first = h.next;

        h.next = h; // help GC

        head = first;

        x = first.item;

        first.item = null;

       

        c = count.getAndDecrement();//先赋值,再减1

        if (c > 1)

            notEmpty.signal();

    } finally {

        takeLock.unlock();

    }

    if (c == capacity) {

        signalNotFull();//通知一个生产者,可以生产了

    }      

    return x;

}

private void signalNotFull() {

    final ReentrantLock putLock = this.putLock;

    putLock.lock();

    try {

        notFull.signal();//通知生产者

    } finally {

        putLock.unlock();

    }

}

分析:

流程:

1.判断是否能消费取出

2.能,则从队列尾部取

3.不能,则释放take锁,阻塞等待被唤醒。

   原文:https://blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750

注意:

极端情况下当消费者都阻塞等待了,哪里来唤醒?

可以看put操作,在put后,会判断取操作之前的大小=0,则signal一个消费者,让他继续工作,这个被唤醒的消费着会继续唤醒其他的消费者。

if (c == 0) {

    signalNotEmpty();//通知take消费者,可以消费

}

 

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转载自blog.csdn.net/lan861698789/article/details/81323750