ArrayBlockingQueue介紹

ArrayBlockingAQueue是用數組實現的線程安全的有界的阻塞隊列。

線程安全是指通過“互斥鎖”保護競爭資源，實現了對線程對競爭資源的互斥訪問，有界是指ArrayB咯KingQueue對應的數組是有界限的，阻塞隊列是指當多個線程訪問競爭資源時，當競爭資源已經被某個線程獲取時，其他要獲取該線程的線程需要等待。

注意：ArrayBlockingQueue不同于LinkedBlockingQueue，ArrayBlockingQueue是數組實現的，并且是有界限的；而LinkedBlockingQueue是鏈表實現的，是無界限的。

ArrayBlokingQueue的uml圖：

說明：

ArrayBlockingQueue繼承于AbstractQueue，并且它實現了BlockingQueue接口。

ArrayBlockingQueue內部是通過Object[]數組保存數據的，也就是說ArrayBlockingQueue本質上是通過數組實現的。ArrayBlockingQueue的大小，即數組的容量是創建ArrayBlockingQueue時指定的。

ArrayBlockingQueue與ReentrantLock是組合關系，ArrayBlockingQueue中包含一個ReentrantLock對象(lock)。ReentrantLock是可重入的互斥鎖，ArrayBlockingQueue就是根據該互斥鎖實現“多線程對競爭資源的互斥訪問”。而且，ReentrantLock分為公平鎖和非公平鎖，關于具體使用公平鎖還是非公平鎖，在創建ArrayBlockingQueue時可以指定；而且，ArrayBlockingQueue默認會使用非公平鎖。

ArrayBlockingQueue與Condition是組合關系，ArrayBlockingQueue中包含兩個Condition對象(notEmpty和notFull)。而且，Condition又依賴于ArrayBlockingQueue而存在，通過Condition可以實現對ArrayBlockingQueue的更精確的訪問。

ArrayBlockingQueue源碼分析

構造方法

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {if (capacity <= 0)throw new IllegalArgumentException();this.items = new Object[capacity];lock = new ReentrantLock(fair);notEmpty = lock.newCondition();notFull = lock.newCondition(); }

初始化數組，獨占鎖和兩個“條件”，非空條件和滿條件。

添加元素

public void put(E e) throws InterruptedException {checkNotNull(e);//獲取隊列的獨占鎖final ReentrantLock lock = this.lock;//獲取鎖，如果鎖處于中斷狀態，則拋出InterruptedException異常lock.lockInterruptibly();try {//如果隊列已滿，則一直等待while (count == items.length)notFull.await();//入隊enqueue(e);} finally {//釋放鎖lock.unlock();}}

說明：put(E e)的作用是將e插入阻塞隊列的尾部。如果隊列已滿，則等待；否則，插入元素。

在了解入隊enqueue操作時，我們先了解下面幾個成員的含義：

// 隊列中的元素個數 int takeIndex; // 下一個被取出元素的索引 int putIndex; // 下一個被添加元素的索引 int count;

enqueue()的源碼如下：

private void enqueue(E x) {final Object[] items = this.items;//添加到隊列中items[putIndex] = x;//設置下一個被取出元素的索引if (++putIndex == items.length)putIndex = 0;count++;//喚醒notEmpty上的等待線程notEmpty.signal();}

取出元素

取出元素的過程其實跟添加元素的過程，這里就直接貼出代碼：

public E take() throws InterruptedException {// 獲取“隊列的獨占鎖”final ReentrantLock lock = this.lock;// 獲取“鎖”，若當前線程是中斷狀態，則拋出InterruptedException異常lock.lockInterruptibly();try {// 若“隊列為空”，則一直等待。while (count == 0)notEmpty.await();// 取出元素return extract();} finally {// 釋放“鎖”lock.unlock();} } private E extract() {final Object[] items = this.items;// 強制將元素轉換為“泛型E”E x = this.<E>cast(items[takeIndex]);// 將第takeIndex元素設為null，即刪除。同時，幫助GC回收。items[takeIndex] = null;// 設置“下一個被取出元素的索引”takeIndex = inc(takeIndex);// 將“隊列中元素數量”-1--count;// 喚醒notFull上的等待線程。notFull.signal();return x; }

刪除元素

這里我拿remove(Object o) 舉例

public boolean remove(Object o) {if (o == null) return false;final Object[] items = this.items;final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {if (count > 0) {final int putIndex = this.putIndex;int i = takeIndex;do {if (o.equals(items[i])) {removeAt(i);return true;}//索引到了末尾，重置0if (++i == items.length)i = 0;//直到 i = takeIndex增長到putIndex} while (i != putIndex);}return false;} finally {lock.unlock();}}

說明：remove(Object)實際上就是對數組的進行遍歷對比，只不過這個隊列數組有點特殊，它是環狀的數組，也就是可重用的數組，如果找到該元素，調用removeAt()

void removeAt(final int removeIndex) {final Object[] items = this.items;//如果remove的索引時隊列中的第一個元素，可以直接出隊。if (removeIndex == takeIndex) {// removing front item; just advanceitems[takeIndex] = null;if (++takeIndex == items.length)takeIndex = 0;count--;if (itrs != null)itrs.elementDequeued();//如果remove的不是第一個元素，那么直接從reomve//的那個索引開始，后面的元素全部前移一位} else {// an "interior" remove// slide over all others up through putIndex.final int putIndex = this.putIndex;for (int i = removeIndex;;) {int next = i + 1;if (next == items.length)next = 0;if (next != putIndex) {items[i] = items[next];i = next;} else {items[i] = null;this.putIndex = i;break;}}count--;if (itrs != null)itrs.removedAt(removeIndex);}notFull.signal();}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JUC队列-ArrayBlockingQueue(一)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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