1.LinkedBlockingQueue
2.Java并发编程笔记之LinkedBlockingQueue源码探究
3.还不了解Java的现源5大BlockingQueue阻塞队列源码,看这篇文章就够了
4.java阻塞队列的现源操作方法有哪些?
5.从源码全面解析 LinkedBlockingQueue的来龙去脉
6.阿里面试官:你了解过延迟队列DelayQueue的底层实现原理吗?
LinkedBlockingQueue
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Java并发编程笔记之LinkedBlockingQueue源码探究
LinkedBlockingQueue 是基于单向链表实现的一种阻塞队列,其内部包含两个节点用于存放队列的现源首尾,并维护了一个表示元素个数的现源原子变量 count。同时,现源它利用了两个 ReentrantLock 实例(takeLock 和 putLock)来保证元素的现源socks5客户端源码原子性入队与出队操作。此外,现源notEmpty 和 notFull 两个信号量与条件队列用于实现阻塞操作,现源使得生产者和消费者模型得以实现。现源
LinkedBlockingQueue 的现源实现主要依赖于其内部锁机制和信号量管理。构造函数默认容量为最大整数值,现源用户可自定义容量大小。现源offer 方法用于尝试将元素添加至队列尾部,现源若队列未满则成功,现源返回 true,现源反之返回 false。若元素为 null,则抛出 NullPointerException。put 方法尝试将元素添加至队列尾部,并阻塞当前线程直至队列有空位,若被中断则抛出 InterruptedException。通过使用 putLock 锁,确保了元素的原子性添加以及元素计数的原子性更新。
在实现细节上,offer 方法通过在获取 putLock 的同时检查队列是否已满,避免了不必要的元素添加。若队列未满,则执行入队操作并更新计数器,同时考虑唤醒等待队列未满的线程。此过程中,通过 notFull 信号量与条件队列协调线程间等待与唤醒。
put 方法则在获取 putLock 后立即检查队列是否满,若满则阻塞当前线程至 notFull 信号量被唤醒。在入队后,adb 手机端源码更新计数器,并考虑唤醒等待队列未满的线程,同样通过 notFull 信号量实现。
poll 方法用于从队列头部获取并移除元素,若队列为空则返回 null。此方法通过获取 takeLock 锁,保证了在检查队列是否为空和执行出队操作之间的原子性。在出队后,计数器递减,并考虑激活因调用 poll 或 take 方法而被阻塞的线程。
peek 方法类似,但不移除队列头部元素,返回 null 若队列为空。此方法也通过获取 takeLock 锁来保证操作的原子性。
take 方法用于阻塞获取队列头部元素并移除,若队列为空则阻塞当前线程直至队列不为空。此方法与 put 方法类似,通过 notEmpty 信号量与条件队列协调线程间的等待与唤醒。
remove 方法用于移除并返回指定元素,若存在则返回 true,否则返回 false。此方法通过双重加锁机制(fullyLock 和 fullyUnlock)来确保元素移除操作的原子性。
size 方法用于返回当前队列中的元素数量,通过 count.get() 直接获取,确保了操作的准确性。
综上所述,LinkedBlockingQueue 通过其独特的锁机制和信号量管理,实现了高效、线程安全的阻塞队列操作,适用于生产者-消费者模型等场景。
还不了解Java的5大BlockingQueue阻塞队列源码,看这篇文章就够了
引言
本文将详细解读Java中常见的5种BlockingQueue阻塞队列,包括它们的hive 1.2.1源码下载优缺点、区别以及典型应用场景,以帮助深入理解这5种队列的独特性质和使用场合。
常见的BlockingQueue有以下5种:
1. **基于数组实现的阻塞队列**:创建时需指定容量大小,是有限队列。
2. **基于链表实现的阻塞队列**:默认无界,可自定义容量。
3. **无缓冲阻塞队列**:生产的数据需立即被消费,无缓冲。
4. **优先级阻塞队列**:支持元素按照大小排序,无界。
5. **延迟阻塞队列**:基于PriorityQueue实现,无界。
**BlockingQueue简介
**BlockingQueue作为接口,定义了放数据和取数据的多组方法,适用于并发多线程环境,特别适合生产者-消费者模式。
**应用场景
**BlockingQueue的作用类似于消息队列,用于解耦、异步处理和削峰,适用于线程池的核心功能实现。
**区别与比较
**- **ArrayBlockingQueue**:基于数组实现,容量可自定义。
- **LinkedBlockingQueue**:基于链表实现,无界或自定义容量。
- **SynchronousQueue**:同步队列,生产者和消费者直接交互,无需缓冲。
- **PriorityBlockingQueue**:实现优先级排序,无界队列。
- **DelayQueue**:本地延迟队列,支持元素延迟执行。
在选择使用哪种队列时,需考虑具体任务的基于jsp网站源码特性、吞吐量需求以及是否需要优先级排序或延迟执行。
本文旨在提供全面理解Java中BlockingQueue的指南,从源码剖析到应用场景,帮助开发者更好地应用这些工具于实际项目中。
java阻塞队列的操作方法有哪些?
学习《解读Java源码专栏》,深入Java核心组件源码,内容包含集合、线程、线程池、并发、队列等,了解设计思想和实现细节,应对工作面试。
解读Java源码系列第9篇,聚焦Java阻塞队列 - BlockingQueue。
阻塞队列BlockingQueue在并发多线程中广泛应用,尤其是在生产者-消费者模式场景。其作用类似于线程池和消息队列,用于数据的异步处理和削峰。
BlockingQueue作为接口,定义了放数据和取数据的方法,适用于不同场景。
常见的BlockingQueue实现包括基于数组和链表的有界队列、无缓冲队列、优先级队列、延迟队列等。
ArrayBlockingQueue是基于数组实现的有界队列,使用ReentrantLock保证线程安全,并设有条件等待,确保队列的先进先出特性。
ArrayBlockingQueue的初始化方法提供了不同容量设置。放数据方法包括offer和put,其中offer在队满时返回false,恢复内核钩子源码put方法阻塞直至空间可用。
弹出数据方法poll和take在队空时返回null或阻塞,peek和element分别用于查看队首元素。
ArrayBlockingQueue源码简洁,实现队列核心功能,遵循先进先出原则,适用于需要控制数据进出的并发场景。
本文解析ArrayBlockingQueue源码,展现其实现细节,了解其作为阻塞队列的关键特性,为深入学习Java并发机制奠定基础。下篇将继续探讨其他阻塞队列实现。
从源码全面解析 LinkedBlockingQueue的来龙去脉
并发编程是互联网技术的核心,面试官常在此领域对求职者进行深入考察。为了帮助读者在面试中占据优势,本文将解析 LinkedBlockingQueue 的工作原理。
阻塞队列是并发编程中常见的数据结构,它在生产者和消费者模型中扮演重要角色。生产者负责向队列中添加元素,而消费者则从队列中取出元素。LinkedBlockingQueue 是 Java 中的一种高效阻塞队列实现,它底层基于链表结构。
在初始化阶段,LinkedBlockingQueue 不需要指定队列大小。除了基本成员变量,它还包含两把锁,分别用于读取和写入操作。有读者疑惑,为何需要两把锁,而其他队列只用一把?本文后续将揭晓答案。
生产者使用 `add()`、`offer()`、`offer(time)` 和 `put()` 方法向队列中添加元素。消费者则通过 `remove()`、`poll()`、`poll(time)` 和 `take()` 方法从队列中获取元素。
在解析源码时,发现 LinkedBlockingQueue 与 ArrayBlockingQueue 在锁的使用上有所不同。ArrayBlockingQueue 使用互斥锁,而 LinkedBlockingQueue 使用读锁和写锁。这是否意味着 ArrayBlockingQueue 可以使用相同类型的锁?答案是肯定的,且使用两把锁的 ArrayBlockingQueue 在性能上有所提升。
流程图展示了 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue 之间的相似之处。有兴趣的读者可以自行绘制。
总结而言,LinkedBlockingQueue 是一种高效的阻塞队列实现,其底层结构基于链表。它通过读锁和写锁管理线程安全,为生产者和消费者提供了并发支持。通过优化锁的使用,LinkedBlockingQueue 在某些场景下展现出更好的性能。
互联网寒冬虽在,但学习和分享是抵御寒冬的最佳方式。通过交流经验,可以减少弯路,提高效率。如果你对后端架构和中间件源码感兴趣,欢迎与我交流,共同进步。
阿里面试官:你了解过延迟队列DelayQueue的底层实现原理吗?
欢迎加入《深入探索Java源码系列》学习,这里我们将一起剖析Java核心组件的底层实现,包括集合、线程、并发与队列等领域,为面试做好充分准备。
这是系列的第部分,我们将一起研究Java中的DelayQueue,它是一个本地延迟队列,常用于处理在指定时间后执行的任务,如5秒后的定时任务。它的工作原理和使用方式值得深入理解。
DelayQueue的关键在于它如何管理任务的插入和取出,以及如何根据任务的到期时间进行排序。它基于BlockingQueue接口,提供了四组操作方法,如offer、add、put和take等,满足不同场景需求。同时,它内部使用ReentrantLock保证线程安全,Condition负责处理队列中的条件等待。
DelayQueue的类结构包括一些重要属性,如元素需实现Delayed接口,以及用于同步的ReentrantLock和Condition。初始化可通过无参构造或指定元素集合的方式进行。下面通过示例来演示如何使用和理解其源码。
首先,创建一个延迟任务,实现Delayed接口,定义getDelay()和compareTo()方法。运行测试后,任务会按到期时间排序执行,take()方法会阻塞直到有任务到期。
放数据源码中,offer()方法负责插入元素,如果队列已满,会返回false。其他方法如add、put和offer(e, time, unit)都是基于offer方法实现,各有其特定功能。弹出数据的方法,如poll、remove和take,根据队列状态进行操作,如阻塞或抛出异常。
总结来说,DelayQueue的核心在于其对任务的排序和等待机制。源码简单明了,但理解其工作原理有助于在面试中应对相关问题。在接下来的文章中,我们还将继续探索其他类型的阻塞队列。
喜提JDK的BUG一枚!多线程的情况下请谨慎使用这个类的stream遍历。
在探讨问题之前,我们先回顾一下 LinkedBlockingQueue 的线程安全性。在传统的观点中,LinkedBlockingQueue 是线程安全的,因为它内部使用了 ReentrantLock。然而,就在 RocketMQ 的讨论版中,一个问题揭示了 LinkedBlockingQueue 在特定情况下的线程不安全性,引发了我们的好奇心。
核心问题在于 LinkedBlockingQueue 的 stream 遍历方式,在多线程环境下可能出现死循环。我们通过一个简单的 demo 来深入分析这一现象。首先,引入了一个链接,其中详细展示了如何在多线程环境下复现这一 Bug。
在分析代码之前,让我们先明确 demo 的基本逻辑:创建了 个线程,每个线程不断调用 offer 和 remove 方法。主线程则通过 stream 对 queue 进行遍历,目标是找到队列中的第一个非空元素。这看似是一个简单的遍历操作,但事实并非如此。
关键点在于 tryAdvance 方法,看似平凡的遍历操作隐藏了陷阱。当运行代码时,预期的输出并未出现,而是陷入了一个死循环,控制台仅输出了一行信息或交替输出几次后停止。
我们的疑问指向了 JDK 版本,尤其是 JDK 8。通过替换为 JDK ,我们观察到交替输出的效果。这使得我们大胆推测,这可能是 JDK 8 版本的 Bug。为了验证这一假设,我们进行了详细的分析。
通过线程 dump 文件,我们发现主线程始终处于可运行状态,似乎没有被锁阻塞。然而,从控制台的输出来看,它似乎处于阻塞状态。这一现象让我们联想到一个经典的场景:线程陷入死循环。
通过深入源码分析,我们发现了死循环的根源。在 stream 遍历的关键方法 tryAdvance 中,存在一个 while 循环,其条件始终满足,导致死循环。而问题的核心在于移除队列头部元素的代码逻辑,当有其他线程不断调用 remove 方法时,可能会形成特定的节点结构,触发死循环。
经过详细的分析,我们揭示了这一 Bug 的原理,并通过简化代码演示了整个过程。通过将实例代码简化,我们揭示了死循环是如何在多线程环境下产生的。这不仅有助于理解 Bug 的本质,也为后续的 Bug 修复提供了思路。
为了验证解决方案的正确性,我们对比了 JDK 8 和 JDK 的源码差异。在 JDK 中,通过引入了一个名为 succ 的方法,成功解决了死循环问题。这一方法通过确保节点不会指向自身,从而避免了死循环的产生。
通过这篇文章的分析,我们不仅揭示了 LinkedBlockingQueue 在特定条件下的线程不安全性,还探讨了如何通过升级 JDK 版本、避免使用 stream 遍历,以及使用 synchronized 修饰符等方式来规避此类问题。同时,我们还延伸至其他数据结构,如 ConcurrentHashMap,讨论了它们在不同使用场景下的线程安全性问题。
最后,我们再次强调在多线程环境下,LinkedBlockingQueue 的 stream 遍历方式可能存在一定的问题,可能会导致死循环。理解并解决这类 Bug,对于确保代码的健壮性和性能至关重要。