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本篇内容介绍了“如何理解线程安全的队列ArrayBlockingQueue源码”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
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ArrayBlockingQueue是队列的一种，队列的特点嘛，先出先出，然而这种队列是一种线程安全阻塞式的队列，为什么是阻塞式队列?我想，这正好是我写和分析这篇文章的内容所在。
由于本篇内容涉及的内容比较多，所以有些地方自己不会特地讲的很详细，但是足够自己使自己明白了，一般文章出来的时候，如果连自己读起来都费劲，或者有些不懂的地方，我想，这样的文章，一种是写作者自己遗漏了或者写的有的时候含糊其辞了。
但是，我不会，因为，我的文章基本上主要是写给自己的，如果可以帮助需要的人，自己还是比较开心的，因为，你们或许也看到了，我之前写的文章风格与别人不一样，自己觉得我把当时的想法写出来就可以了，如果不完美也没事，以后自己在改进就可以了，我想这就是我与别的创作者不同的一点，我也不是很刻意追求阅读量如何如何，当然了，如果你们关注我，或者分享我写的内容，我还是很感谢你的，哈哈，下面我们分析这个队列集合的源码了。
//默认必须给定队列的容量
public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
this(capacity, false);
}
//第二步
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
//当然了，容量不能小于等于0，因为队列是用来装填元素
//初始化容量为0，没有意义撒
if (capacity <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
//创建一个容量为capacity大小的数组空间赋值给成员变量items
this.items = new Object[capacity];
//创建一个非公平锁的实例对象
//这里如果对ReentrantLock不了解的话，可以自己查看一下哈
//lock锁与synchronized关键字的锁的区别还是要知道一下的
lock = new ReentrantLock(fair);
//下面的newCondition操作，就是为了后面的线程间通信做准备的
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
}
上面的分析过程中，我们了解了如何实现一个锁，以及线程间通信的内容，这里简单提及下，往后看，自己会对这部分进行详尽的说明的。
public boolean add(E e) {
//调用共用的方法add
return super.add(e);
}
//第二步操作
public boolean add(E e) {
//复用offer()方法的实现逻辑
if (offer(e))
return true;
else
//若队列添加失败，说明队列已经满了，不可能装填数据元素了
//此时抛出队列已满的异常即可
throw new IllegalStateException("Queue full");
}
//第三步操作
public boolean offer(E e) {
//这个队列也是不可以装填元素为null的元素的，所以需要进行检查元素是否为空的逻辑校验
checkNotNull(e);
//获取锁实例对象
final ReentrantLock lock = this.lock;
//进行加锁操作，由于后面的大部分方法都会用到锁，所以这里可以看出这是一个线程安全的队列
lock.lock();
try {
//队列的容量，在创建的时候就已经指定了，如果队列的元素个数count和数组的空间相等了
//说明队列已经没有容量装填数据元素了，此时返回false即可
if (count == items.length)
return false;
else {
//进行入队列操作
enqueue(e);
return true;
}
} finally {
//释放锁的逻辑
lock.unlock();
}
}
//第四步操作
private static void checkNotNull(Object v) {
if (v == null)
throw new NullPointerException();
}
//第五步操作
private void enqueue(E x) {
//将实例变量items赋值给临时变量items，主要也是编程中常见的写法
final Object[] items = this.items;
//将元素x装载到队列的末尾,此时的putIndex可以数组索引下标的，我个人理解
items[putIndex] = x;
//这里为啥要加这么一句呢?我想这是因为数组空间满了，又要重新开始了，所以这里putIndex要置为0
if (++putIndex == items.length)
putIndex = 0;
//count表示队列的元素个数，是个成员变量，入队列之后，count加一是必须的
count++;
//发出一个信号通知，说明队列不空，有元素可以从队列进行获取
//这里主要是线程间通信的，等下后面会介绍线程间通信的
notEmpty.signal();
}
线程间通信，你知道有哪种方式吗，后面自己会单独介绍的，后面自己慢慢会介绍的，不要着急哦
public E peek() {
//加锁lock.lock
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//根据数组的索引下标获取指定位置的元素，此时元素并没有出队列，不同于后面要分析的poll方法
return itemAt(takeIndex);
} finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
//第二步操作
//这是一个final关键字修饰的方法,fianl关键字修饰变量，方法，类的作用都可以去回顾一下的哈
final E itemAt(int i) {
//根据索引下标获取指定位置元素，时间复杂度为o(1)
return (E) items[i];
}
final修饰方法，如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，即，不允许被子类重写，则可以把这个方法声明为final方法
public int size() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//直接返回队列元素个数的实例变量count即可，是不是很简单
//于此同时，这也是一个线程安全的方法
return count;
} finally {
lock.unlock();
}
public boolean contains(Object o) {
//因为这个队列里面不包含null元素，所以若元素o为null，则直接返回false
if (o == null) return false;
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
//这是一个线程安全的方法
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
//当队列的元素个数增加时，此时的putIndex值是增加的
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
//若元素o，等于数组的其中一个元素，则直接返回false
if (o.equals(items[i]))
return true;
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
}
//队列里面没有元素，则直接返回false
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public E take() throws InterruptedException {
//线程安全的方法
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
//如果队列的元素个数为0，则此时需要等待，所以这里是一个阻塞式队列
//此时这里就相当于一条指令一直在循环判断count的值是否不等于0
while (count == 0)
notEmpty.await();
//进行出队列操作
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//第二步操作
private E dequeue() {
//默认takeIndex是从0开始的，如果出队列了,takeIndex值就会增加一
final Object[] items = this.items;
E x = (E) items[takeIndex];
//出队列之后，元素就需要置为null了，等待gc在某个时刻进行回收不可达对象的回收
items[takeIndex] = null;
//如果takeIndex等于了数组空间的大小了，说明，队列的元素个数已经取完了，此时需要重置takeIndex值为0
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
//每取出一个数组元素，元素个数减一
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
//发出一个信号通知，"队列不满，还可以put操作的信号"
notFull.signal();
return x;
}
public E poll() {
//线程安全
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//若队列的元素个数为0，则队列的元素是没有的，就返回了null
//否则就执行出队列操作，上面已经分析过了，这里就不分析了
return (count == 0) ? null : dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void clear() {
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
int k = count;
//如果队列存在元素大于0，直接执行下面的操作
if (k > 0) {
//putIndex的位置，就是需要移动到的位置
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
//循环将每个元素值置为null，等待gc在某个时刻触发
items[i] = null;
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
//这里为啥要赋值呢?思考一下
takeIndex = putIndex;
//元素个数置为0
count = 0;
if (itrs != null)
itrs.queueIsEmpty();
//进行通知，此时队列里是可以装填元素了
for (; k > 0 && lock.hasWaiters(notFull); k--)
notFull.signal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
public String toString() {
//线程安全的方法
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
int k = count;
//队列里面的元素个数为0，则返回"[]"
if (k == 0)
return "[]";
final Object[] items = this.items;
//使用StringBuilder方法进行拼接队列的每一个元素
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('[');
for (int i = takeIndex; ; ) {
Object e = items[i];
sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
if (--k == 0)
return sb.append(']').toString();
sb.append(',').append(' ');
if (++i == items.length)
i = 0;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
public int remainingCapacity() {
//获取lock实例对象
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//剩余空间等于数组空间大小减去元素就是剩余空间的大小
return items.length - count;
} finally {
lock.unlock();
}
}
基于Condition的await()和singal()方法来实现。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* @author pc
*/
public class ConditionTest {
public Lock lock = new ReentrantLock();
public Condition condition = lock.newCondition();
public static void main(String[] args) {
ConditionTest test = new ConditionTest();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
executorService.execute(() -> test.conditionWait());
executorService.execute(() -> test.conditionSignal());
}
public void conditionWait() {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁了");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待信号");
condition.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到信号");
} catch (Exception e) {
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void conditionSignal() {
lock.lock();
try {
Thread.sleep(3000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到锁了");
condition.signal();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "发出信号");
} catch (Exception e) {
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
“如何理解线程安全的队列ArrayBlockingQueue源码”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
