Java实现自定义阻塞队列
作者:CodingDiary
这篇文章主要介绍了Java如何实现自定义阻塞队列,帮助大家更好的理解和使用Java,感兴趣的朋友可以了解下
今天重温了下 java 多线程中的 notify()
方法以及 wait()
方法,一时兴起,决定通过这俩个方法,实现一个简易的自定义阻塞队列。
阻塞队列是什么,与普通队列的区别是什么?
阻塞队列与普通队列的区别在于,当队列是空的时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞,或者当队列是满时,往队列里添加元素的操作会被阻塞。试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞,直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样,试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞,直到其他的线程使队列重新变得空闲起来。
1.新建一个 MyQueue.java 类
import java.util.LinkedList; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; import com.xiaoleilu.hutool.util.StrUtil; /** * 使用 notify() 和 wait() 实现自定义阻塞队列 * * @author Yangkai.Shen * @version 1.0 * @date 2017.08.02 at 11:51:14 */ public class MyQueue { // 1. 承载数据的容器 private LinkedList<Object> queue = new LinkedList<Object>(); // 2. 计数器,用于判定边界 private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); private final int minSize = 0; // 3. 初始化一个对象,用于加锁 private final Object lock = new Object(); private final int maxSize; public MyQueue(int maxSize) { this.maxSize = maxSize; } /** * 添加一个元素到队列中,如果队列元素已满,则调用此方法的线程被阻塞,直到存在多余空间了,再进行添加 * * @param obj 添加 obj 到队列尾部 */ public void put(Object obj) { synchronized (lock) { // 1.没有多余空间,就阻塞线程 while (count.get() == this.maxSize) { try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 2.添加元素 queue.add(obj); // 3.计数器累加 count.incrementAndGet(); System.out.println(StrUtil.format("新加入的元素为:{}", obj)); // 4.唤醒其他线程(若本来元素为空,有线程调用 get 方法,那么原本被阻塞的,需要在此时被唤醒) lock.notify(); } } /** * 获取一个元素,如果队列元素为空,则调用此方法的线程被阻塞,直到添加新元素了,再进行获取 * * @return 返回队列的第一个元素 */ public Object get() { Object ret = null; synchronized (lock) { // 1.没有元素,就阻塞线程 while (count.get() == this.minSize) { try { lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 2.取第一个元素 ret = queue.removeFirst(); // 3.计数器递减 count.decrementAndGet(); System.out.println(StrUtil.format("移除的元素为:{}", ret)); // 4.唤醒其他线程(若元素本来已满,有线程调用 put 方法,那么原本被阻塞的,需要在此时被唤醒) lock.notify(); } return ret; } public int getSize() { return this.count.get(); } }
2.新建一个测试类 MyQueueTest.java,测试类中,我们初始化一个队列,并将元素填满,然后启动一个线程 t1,去插入数据,中间休眠 2s,再去启动一个线程 t2 取数据。
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("当前队列的长度: {}", 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.启动测试类,查看运行结果。控制台如果应该出现的效果是,队列先初始化完成,然后休眠 2s,接下来先取数据,再插入数据,则证明阻塞队列生效。下面是控制台运行的效果:
- 初始化队列
- 休眠 2s 后取队首元素,再插入队尾元素
- 此时我们会发现,程序还未停止,因为此时队列已满,但是线程
t1
还未插入h
元素,因此线程被阻塞着,直至下次队列有空余空间才会被唤醒。
4.至此,一个自定义阻塞队列就已经实现了。
5.细心的朋友会发现,我打印的 log 里用到了一个 StrUtil.format() 方法,这个和 slf4j 的 log 用法一致,可以使用占位符。这个是用到了一个国产良心工具类,hutool,国产开源,需要大家的支持,觉得好用的话,期望可以去 码云 或者 github 上给个 Star 吧!
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