今天要讲的是arrayblockqueue，arrayblockqueue是juc提供的线程安全的有界的阻塞队列，一看到array，第一反应：这货肯定和数组有关，既然是数组，那自然是有界的了，我们先来看看arrayblockqueue的基本使用方法，然后再看看arrayblockqueue的源码。
arrayblockqueue基本使用
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public static void main(string[] args) throws interruptedexception { arrayblockingqueue<integer> arrayblockingqueue= new arrayblockingqueue( 5 ); arrayblockingqueue.offer( 10 ); arrayblockingqueue.offer( 50 ); arrayblockingqueue.add( 20 ); arrayblockingqueue.add( 60 ); system.out.println(arrayblockingqueue);
system.out.println(arrayblockingqueue.poll()); system.out.println(arrayblockingqueue);
system.out.println(arrayblockingqueue.take()); system.out.println(arrayblockingqueue);
system.out.println(arrayblockingqueue.peek()); system.out.println(arrayblockingqueue); } |
运行结果：
创建了一个长度为5的arrayblockqueue。 用offer方法，向arrayblockqueue添加了两个元素，分别是10，50。 用put方法，向arrayblockqueue添加了两个元素，分别是20，60。 打印出arrayblockqueue，结果是10，50，20，60。 用poll方法，弹出arrayblockqueue第一个元素，并且打印出来：10。 打印出arrayblockqueue，结果是50，20，60。 用take方法，弹出arrayblockqueue第一个元素，并且打印出来：50。 打印出arrayblockqueue，结果是20，60。 用peek方法，弹出arrayblockqueue第一个元素，并且打印出来：20。 打印出arrayblockqueue，结果是20，60。
代码比较简单，但是你肯定会有疑问
offer/add（在上面的代码中没有演示）/put都是往队列里面添加元素，区别是什么？ poll/take/peek都是弹出队列的元素，区别是什么？ 底层代码是如何保证线程安全的？ 数据保存在哪里？要解决上面几个疑问，最好的办法当然是看下源码，通过亲自阅读源码所产生的印象远远要比看视频，看博客，死记硬背最后的结论要深刻的多。就算真的忘记了，只要再看看源码，瞬间可以回忆起来。
arrayblockqueue源码解析
构造方法
arrayblockqueue提供了三个构造方法，如下图所示：
arrayblockingqueue(int capacity)
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public arrayblockingqueue( int capacity) { this (capacity, false ); } |
这是最常用的构造方法，传入capacity，capacity是容量的意思，也就是arrayblockingqueue的最大长度，方法内部直接调用了第二个构造方法，传入的第二个参数为false。
arrayblockingqueue(int capacity, boolean fair)
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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(); } |
这个构造方法接受两个参数，分别是capacity和fair，fair是boolean类型的，代表是公平锁，还是非公平锁，可以看出如果我们用第一个构造方法来创建arrayblockingqueue的话，采用的是非公平锁，因为公平锁会损失一定的性能，在没有充足的理由的情况下，是没有必要采用公平锁的。
方法内部做了几件事情：
创建object类型的数组，容量为capacity，并且赋值给当前类对象的items。 创建排他锁。 创建条件变量notempty 。 创建条件变量notfull。至于排他锁和两个条件变量是做什么用的，看到后面就明白了。
arrayblockingqueue(int capacity, boolean fair,collection<? extends e> c)
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public arrayblockingqueue( int capacity, boolean fair, collection<? extends e> c) { //调用第二个构造方法，方法内部就是初始化数组，排他锁，两个条件变量 this (capacity, fair);
final reentrantlock lock = this .lock; lock.lock(); // 开启排他锁 try { int i = 0 ; try { // 循环传入的集合，把集合中的元素赋值给items数组，其中i会自增 for (e e : c) { checknotnull(e); items[i++] = e; } } catch (arrayindexoutofboundsexception ex) { throw new illegalargumentexception(); } count = i; //把i赋值给count //如果i==capacity，也就是到了最大容量，把0赋值给putindex，否则把i赋值给putindex putindex = (i == capacity) ? 0 : i; } finally { lock.unlock(); //释放排他锁 } } |
看到这里，我们应该明白这个构造方法的作用是什么了，就是把传入的集合作为arrayblockingqueuede初始化数据，但是我们又会有一个新的疑问：count，putindex 是做什么用的。
offer(e e)
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public boolean offer(e e) { checknotnull(e); final reentrantlock lock = this .lock; lock.lock(); //开启排他锁 try { if (count == items.length) //如果count==items.length，返回false return false ; else { enqueue(e); //入队 return true ; //返回true } } finally { lock.unlock(); //释放锁 } } |
看到这里，我们应该可以明白了，arrayblockqueue是如何保证线程安全的，还是利用了reentrantlock排他锁，count就是用来保存数组的当前大小的。我们再来看看enqueue方法。
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private void enqueue(e x) { final object[] items = this .items; items[putindex] = x; if (++putindex == items.length) putindex = 0 ; count++; notempty.signal(); } |
这方法比较简单，在代码里面就不写注释了，做了如下的操作：
把x赋值给items[putindex] 。 将putindex进行自增，如果自增后的值 == items.length，把0赋值给putindex 。 执行count++操作。 调用条件变量notempty的signal方法，说明在某个地方，必定调用了notempty的await方法，这里就是唤醒因为调用notempty的await方法而被阻塞的线程。这里就解答了一个疑问：putindex是做什么的，就是入队元素的下标。
add(e e)
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public boolean add(e e) { return super .add(e); } |
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public boolean add(e e) { if (offer(e)) return true ; else throw new illegalstateexception( "queue full" ); } |
这个方法内部最终还是调用的offer方法。
put(e e)
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public void put(e e) throws interruptedexception { checknotnull(e); final reentrantlock lock = this .lock; lock.lockinterruptibly(); //开启响应中断的排他锁 try { while (count == items.length) //如果队列满了，调用notfull的await notfull.await(); enqueue(e); //入队 } finally { lock.unlock(); //释放排他锁 } } |
可以看到put方法和 offer/add方法的区别了：
offer/add：如果队列满了，直接返回false。 put：如果队列满了，当前线程被阻塞，等待唤醒。poll()
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public e poll() { final reentrantlock lock = this .lock; lock.lock(); try { return (count == 0 ) ? null : dequeue(); } finally { lock.unlock(); } } |
我们来看dequeue方法：
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private e dequeue() { final object[] items = this .items; @suppresswarnings ( "unchecked" ) e x = (e) items[takeindex]; //获得元素的值 items[takeindex] = null ; //把null赋值给items[takeindex] if (++takeindex == items.length) //如果takeindex自增后的值== items.length，就把0赋值给takeindex takeindex = 0 ; count--; if (itrs != null ) itrs.elementdequeued(); notfull.signal(); //唤醒因为调用notfull的await方法而被阻塞的线程 return x; } |
这里调用了notfull的signal方法来唤醒因为调用notfull的await方法而被阻塞的线程，那到底在哪里调用了notfull的await方法呢，还记不记得在put方法中调用了notfull的await方法，我们再看看：
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while (count == items.length) notfull.await(); |
当队列满了，就调用 notfull.await()来等待，在出队操作中，又调用了notfull.signal()来唤醒。
take()
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public e take() throws interruptedexception { final reentrantlock lock = this .lock; lock.lockinterruptibly(); try { while (count == 0 ) notempty.await(); return dequeue(); } finally { lock.unlock(); } } |
这里调用了notempty的await方法，那么哪里调用了notempty的signal方法呢？在enqueue入队方法里。
我们可以看到take和poll的区别：
take：如果队列为空，会阻塞，直到被唤醒了。 poll： 如果队列为空，直接返回null。peek()
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public e peek() { final reentrantlock lock = this .lock; lock.lock(); try { return itemat(takeindex); } finally { lock.unlock(); } } |
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final e itemat( int i) { return (e) items[i]; } |
我们可以看到peek和poll/take的区别：
peek，只是获取元素，不会清空元素。 poll/take，获取并清空元素。size()
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public int size() { final reentrantlock lock = this .lock; lock.lock(); try { return count; } finally { lock.unlock(); } } |
总结
至此，arrayblockqueue的核心源码就分析完毕了，我们来做一个总结：
arrayblockqueue有几个比较重要的字段，分别是items，保存的是队列的数据，putindex保存的是入队的下标，takeindex保存的是出队的下标，count用来统计队列元素的个数，lock用来保证线程的安全性，notempty和notfull两个条件变量实现唤醒和阻塞。 offer和add是一样的，其中add方法内部调用的就是offer方法，如果队列满了，直接返回false。 put，如果队列满了，会被阻塞。 peek，只是弹出元素，不会清空元素。 poll，弹出并清空元素，如果队列为空，直接返回null。 take，弹出并清空元素，如果队列为空，会被阻塞。以上所述是小编给大家介绍的arrayblockqueue源码解析详解整合，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对网站的支持！
原文链接：https://HdhCmsTestcnblogs测试数据/CodeBear/p/10668582.html
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