ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列,此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。
ArrayBlockingQueue默认情况下不保证线程公平地访问队列,即阻塞的线程,不一定按阻塞的先后顺序访问队列,非公平性也是为了提高吞吐率。
ArrayBlockingQueue源码详解
ArrayBlockingQueue类定义为:
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable
该类继承自AbstractQueue抽象类,又实现了BlockingQueue接口,AbstractQueue类提供了对队列操作的基础实现:
BlockingQueue接口是阻塞队列的核心接口,该接口定义了阻塞队列中出队、入队的基本方法:
ArrayBlockingQueue类内部通过一个Object数组来保存数据元素,同时通过ReentrantLock和Condition来确保多线程环境下的同步问题。
/** The queued items */
final Object[] items;
/** items index for next take, poll, peek or remove */
int takeIndex;
/** items index for next put, offer, or add */
int putIndex;
/** Number of elements in the queue */
int count;
/** Main lock guarding all access */
final ReentrantLock lock;
/** Condition for waiting takes */
private final Condition notEmpty;
/** Condition for waiting puts */
private final Condition notFull;
- items:一个定长数组,保存队列中的元素
- takeIndex:ArrayBlockingQueue队首位置
- putIndex:ArrayBlockingQueue队尾位置
- count:元素个数
- lock:ArrayBlockingQueue出队入队都必须获取该锁
- notEmpty:出队条件
- notFull:入队条件
一般来说,阻塞队列会提供4种方法来进行入队、出队操作:
抛出异常:当队列满时,如果再往队列插入元素,会抛出IllegalStateException("Queue full")异常。当队列空时,从队列获取元素会抛出NoSuchElementException异常。
返回特殊值:当往队列插入元素时,会返回元素插入是否成功,成功返回true。从队列获取元素时,如果没有则返回null。
一直阻塞:当队列满时,如果再往队列插入元素,队列会一直阻塞线程,直到队列可用或响应中断退出。当队列空时,从队列获取元素会阻塞线程,直到队列不为空。
超时退出:在阻塞的基础上,加入了超时等待时间。
下面,我们简单看一看ArrayBlockingQueue类的入队出队操作。
入队
我们这边只来分析一下add(E e)方法:
该方法最终会调用offer(E e)方法,如果方法返回false,则直接抛出IllegalStateException异常。ArrayBlockingQueue类对offer(E e)方法的实现为:
首先检查插入的元素是否为null,若是则抛出NullPointerException异常。否则获取独占锁,获取锁成功后,如果队列已满则直接返回false,否则调用enqueue(E e)方法:
出队
我们这边只来分析一下poll()方法:
如果队列为空返回null,否则调用dequeue()获取队列首元素: