Java實(shí)現(xiàn)自定義阻塞隊(duì)列
今天重溫了下 java 多線程中的 notify() 方法以及 wait() 方法,一時(shí)興起,決定通過(guò)這倆個(gè)方法,實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的自定義阻塞隊(duì)列。
阻塞隊(duì)列是什么,與普通隊(duì)列的區(qū)別是什么?
阻塞隊(duì)列與普通隊(duì)列的區(qū)別在于,當(dāng)隊(duì)列是空的時(shí),從隊(duì)列中獲取元素的操作將會(huì)被阻塞,或者當(dāng)隊(duì)列是滿時(shí),往隊(duì)列里添加元素的操作會(huì)被阻塞。試圖從空的阻塞隊(duì)列中獲取元素的線程將會(huì)被阻塞,直到其他的線程往空的隊(duì)列插入新的元素。同樣,試圖往已滿的阻塞隊(duì)列中添加新元素的線程同樣也會(huì)被阻塞,直到其他的線程使隊(duì)列重新變得空閑起來(lái)。
1.新建一個(gè) MyQueue.java 類
import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import com.xiaoleilu.hutool.util.StrUtil;
/**
* 使用 notify() 和 wait() 實(shí)現(xiàn)自定義阻塞隊(duì)列
*
* @author Yangkai.Shen
* @version 1.0
* @date 2017.08.02 at 11:51:14
*/
public class MyQueue {
// 1. 承載數(shù)據(jù)的容器
private LinkedList<Object> queue = new LinkedList<Object>();
// 2. 計(jì)數(shù)器,用于判定邊界
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
private final int minSize = 0;
// 3. 初始化一個(gè)對(duì)象,用于加鎖
private final Object lock = new Object();
private final int maxSize;
public MyQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
}
/**
* 添加一個(gè)元素到隊(duì)列中,如果隊(duì)列元素已滿,則調(diào)用此方法的線程被阻塞,直到存在多余空間了,再進(jìn)行添加
*
* @param obj 添加 obj 到隊(duì)列尾部
*/
public void put(Object obj) {
synchronized (lock) {
// 1.沒(méi)有多余空間,就阻塞線程
while (count.get() == this.maxSize) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 2.添加元素
queue.add(obj);
// 3.計(jì)數(shù)器累加
count.incrementAndGet();
System.out.println(StrUtil.format("新加入的元素為:{}", obj));
// 4.喚醒其他線程(若本來(lái)元素為空,有線程調(diào)用 get 方法,那么原本被阻塞的,需要在此時(shí)被喚醒)
lock.notify();
}
}
/**
* 獲取一個(gè)元素,如果隊(duì)列元素為空,則調(diào)用此方法的線程被阻塞,直到添加新元素了,再進(jìn)行獲取
*
* @return 返回隊(duì)列的第一個(gè)元素
*/
public Object get() {
Object ret = null;
synchronized (lock) {
// 1.沒(méi)有元素,就阻塞線程
while (count.get() == this.minSize) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 2.取第一個(gè)元素
ret = queue.removeFirst();
// 3.計(jì)數(shù)器遞減
count.decrementAndGet();
System.out.println(StrUtil.format("移除的元素為:{}", ret));
// 4.喚醒其他線程(若元素本來(lái)已滿,有線程調(diào)用 put 方法,那么原本被阻塞的,需要在此時(shí)被喚醒)
lock.notify();
}
return ret;
}
public int getSize() {
return this.count.get();
}
}
2.新建一個(gè)測(cè)試類 MyQueueTest.java,測(cè)試類中,我們初始化一個(gè)隊(duì)列,并將元素填滿,然后啟動(dòng)一個(gè)線程 t1,去插入數(shù)據(jù),中間休眠 2s,再去啟動(dòng)一個(gè)線程 t2 取數(shù)據(jù)。
import com.xiaoleilu.hutool.util.StrUtil;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyQueueTest {
public static void main(String[] args) {
final MyQueue queue = new MyQueue(5);
queue.put("a");
queue.put("b");
queue.put("c");
queue.put("d");
queue.put("e");
System.out.println(StrUtil.format("當(dāng)前隊(duì)列的長(zhǎng)度: {}", queue.getSize()));
Thread t1 = new Thread(() -> {
queue.put("f");
queue.put("g");
queue.put("h");
}, "t1");
Thread t2 = new Thread(() -> {
queue.get();
queue.get();
});
t1.start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
3.啟動(dòng)測(cè)試類,查看運(yùn)行結(jié)果。控制臺(tái)如果應(yīng)該出現(xiàn)的效果是,隊(duì)列先初始化完成,然后休眠 2s,接下來(lái)先取數(shù)據(jù),再插入數(shù)據(jù),則證明阻塞隊(duì)列生效。下面是控制臺(tái)運(yùn)行的效果:
- 初始化隊(duì)列

- 休眠 2s 后取隊(duì)首元素,再插入隊(duì)尾元素

- 此時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn),程序還未停止,因?yàn)榇藭r(shí)隊(duì)列已滿,但是線程
t1還未插入h元素,因此線程被阻塞著,直至下次隊(duì)列有空余空間才會(huì)被喚醒。
4.至此,一個(gè)自定義阻塞隊(duì)列就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。
5.細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn),我打印的 log 里用到了一個(gè) StrUtil.format() 方法,這個(gè)和 slf4j 的 log 用法一致,可以使用占位符。這個(gè)是用到了一個(gè)國(guó)產(chǎn)良心工具類,hutool,國(guó)產(chǎn)開(kāi)源,需要大家的支持,覺(jué)得好用的話,期望可以去 碼云 或者 github 上給個(gè) Star 吧!
以上就是Java實(shí)現(xiàn)自定義阻塞隊(duì)列的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java 自定義阻塞隊(duì)列的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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