ArrayBlockingQueue 是 BlockingQueue 接口的有界队列实现类,底层采用数组来实现。ArrayBlockingQueue 一旦创建,容量不能改变。其并发控制采用可重入锁来控制,不管是插入操作还是读取操作,都需要获取到锁才能进行操作。当队列容量满时,尝试将元素放入队列将导致操作阻塞;尝试从一个空队列中取一个元素也会同样阻塞。
在多线程编程中,我们经常需要使用队列来实现线程间的数据共享。而阻塞队列是一种特殊的队列,当队列为空时,从队列中获取元素的操作会被阻塞;当队列满时,往队列中添加元素的操作会被阻塞。这样可以有效地控制线程之间的协作和同步。
阻塞队列(BlockingQueue)被广泛使用在“生产者-消费者”问题中,其原因是 BlockingQueue 提供了可阻塞的插入和移除的方法。当队列容器已满,生产者线程会被阻塞,直到队列未满;当队列容器为空时,消费者线程会被阻塞,直至队列非空时为止。
今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点,并以文字的形式跟大家一起交流,互相学习,一个人虽可以走的更快,但一群人可以走的更远。
ArrayBlockingQueue是一个基于数组的有界阻塞队列。它在创建时需要指定队列的大小,并且这个大小在之后是不能改变的。队列中的元素按照FIFO(先进先出)的原则进行排序。ArrayBlockingQueue是线程安全的,可以在多线程环境下安全地使用。
阻塞队列(BlockingQueue) 是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。
ArrayBlockingQueue,一个由数组实现的有界阻塞队列。该队列采用FIFO的原则对元素进行排序添加的。 ArrayBlockingQueue为有界且固定,其大小在构造时由构造函数来决定,确认之后就不能再改变了。ArrayBlockingQueue支持对等待的生产者线程和使用者线程进行排序的可选公平策略,但是在默认情况下不保证线程公平的访问,在构造时可以选择公平策略(fair = true)。公平性通常会降低吞吐量,但是减少了可变性和避免了“不平衡性”。 ArrayBlockingQueue 先看
ArrayBlockingQueue实现了BlockingQueue接口。关于BlockingQueue的内容可以参考:juc02 阻塞队列—BlockingQueue
jdk1.7.0_79 上一节中对并发包中的非阻塞队列ConcurrentLinkedQueue的入队、出队做了一个简要的分析,本文将对并发包中的阻塞队列做一个简要分析。 Java并发包中的阻塞队列一共7个,当然他们都是线程安全的。 ArrayBlockingQueue:一个由数组结构组成的有界阻塞队列。 LinkedBlockingQueue:一个由链表结构组成的有界阻塞队列。 PriorityBlockingQueue:一个支持优先级排序的无界阻塞队列。 DealyQ
1 ArrayBlockingQueue ArrayBlockingQueue是一个阻塞队列,底层使用数组结构实现,按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。 ArrayBlockingQueue是一个线程安全的集合,通过ReentrantLock锁来实现,在并发情况下可以保证数据的一致性。 此外,ArrayBlockingQueue的容量是有限的,数组的大小在初始化时就固定了,不会随着队列元素的增加而出现扩容的情况,也就是说ArrayBlockingQueue是一个“有界缓存区”。 在下面图片中,以数
ArrayBlockingQueue类是一个高效、线程安全的队列实现,它基于数组,提供了快速的元素访问,并支持多线程间的同步操作,作为有界队列,它能有效防止内存溢出,并通过阻塞机制平衡生产者和消费者的速度差异,它还提供了公平性和非公平性策略,满足不同场景下的需求。
一、什么是ArrayBlockingQueue?二、使用场景三、常用的方法1、构造方法2、add方法3、offer方法4、put方法5、take方法6、poll方法7、peek方法8、remove方法9、contains方法10、remainingCapacity方法11、drainTo方法
阻塞队列在多种业务场景中都非常有用,特别是在需要实现生产者-消费者模式、任务调度、线程池等情况下。
对于并发程序而言,高性能自然是一个我们需要追求的目标,但多线程的开发模式还会引入一个问题,那就是如何进行多个线程间的数据交换和共享呢?而JUC库中提供了多种并发队列和环形缓冲区的实现,为我们提供了高性能和线程安全的数据结构。
1.队列的概念 谈到多线程先讲下队列的概念,之后的多线程学习会用到此类知识。 队列分为:阻塞式队列(有界)、非阻塞式队列(无界),遵循着先进先出、后进后出的原则。 阻塞队列与非阻塞队列区别: 1.非阻塞式队列超出队列总数会丢失。 2.阻塞式队列超出总数会进入等待(等待时间=设置超时时间)。 3.获取队列方面:非阻塞式队列,如果为空返回null。阻塞式队列,如果为空也会进入等待。 非阻塞式队列ConcurrentLinkedDeque 1 //非阻塞式队列 无界(可以声明无限个队列) 2
BlockingQueue有这几种类型:ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、PriorityBlockingQueue、DelayedWorkQueue。
链表节点由Node对象组成,每个Node有item变量用于存储元素,next变量指向下一个节点
对比一下LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue的区别。
今天讲阻塞队列,阻塞队列有很多,这篇文章只讲解ArrayBlockingQueue,其他的大同小异。
本例子仅仅是博主学习阻塞队列和后的一些小实践,并不是真正的应用场景! 生产者消费者场景是我们应用中最常见的场景,我们可以通过ReentrantLock的Condition和对线程进行wait,notify同通信来实现生产者和消费者场景,前者可以实现多生产者和多消费者模式,后者仅可以实现一生产者,一消费者模式。 今天我们就利用阻塞队列来实现下生产者和消费者模式(里面还利用了线程池)。 看过我关于阻塞队列博文的朋友已经知道,阻塞队列其实就是由ReentrantLock实现的! 场景就不描述了,为简单的多生产者
本文主要简单介绍下ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue。
除了提供对SortedSet进行同步包装的方法之外,java.util.Collections还提供了一系列对其他的基础容器进行同步包装的方法,如synchronizedList()方法将基础List包装成线程安全的列表容器,synchronizedMap()方法将基础Map容器包装成线程安全的容器,synchronizedCollection()方法将基础Collection容器包装成线程安全的Collection容器与同步包装方法相对应,java.util.Collections还提供了一系列同步包装类,这些包装类都是其内部类。这些同步包装类的实现逻辑很简单:实现了容器的操作接口,在操作接口上使用synchronized进行线程同步,然后在synchronized的临界区将实际的操作委托给被包装的基础容器。高并发容器: JUC高并发容器是基于非阻塞算法(或者无锁编程算法)实现的容器类,无锁编程算法主要通过CAS(Compare And Swap)+Volatile组合实现,通过CAS保障操作的原子性,通过volatile保障变量内存的可见性。无锁编程算法的主要优点如下: (1)开销较小:不需要在内核态和用户态之间切换进程。 (2)读写不互斥:只有写操作需要使用基于CAS机制的乐观锁, 读读操作之间可以不用互斥。 JUC包中提供了List、Set、Queue、Map各种类型的高并发容器,如ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。在性能上,ConcurrentHashMap通常优于同步的HashMap,ConcurrentSkipListMap通常优于同步的TreeMap。当读取和遍历操作远远大于列表的更新操作时,CopyOnWriteArrayList优于同步的ArrayList。 List:JUC包中的高并发List主要有CopyOnWriteArrayList,对应的基础容器为ArrayList。CopyOnWriteArrayList相当于线程安全的ArrayList,它实现了List接口。在读多写少的场景中,其性能远远高于ArrayList的同步包装容器。 Set:·CopyOnWriteArraySet继承自AbstractSet类,对应的基础容器为HashSet。其内部组合了一个CopyOnWriteArrayList对象,它的核心操作是基于CopyOnWriteArrayList实现的。 ·ConcurrentSkipListSet是线程安全的有序集合,对应的基础容器为TreeSet。它继承自AbstractSet,并实现了NavigableSet接口。ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的。 Map:·ConcurrentHashMap对应的基础容器为HashMap。JDK 6中的ConcurrentHashMap采用一种更加细粒度的“分段锁”加锁机制,JDK 8中采用CAS无锁算法。 ·ConcurrentSkipListMap对应的基础容器为TreeMap。其内部的SkipList(跳表)结构是一种可以代替平衡树的数据结构,默认是按照Key值升序的。 Queue:JUC包中的Queue的实现类包括三类:单向队列、双向队列和阻塞队列。 ·ConcurrentLinkedQueue是基于列表实现的单向队列,按照FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。新元素从队列尾部插入,而获取队列元素则需要从队列头部获取。 ·ConcurrentLinkedDeque是基于链表的双向队列,但是该队列不允许null元素。ConcurrentLinkedDeque可以当作“栈”来使用,并且高效地支持并发环境。 ·ArrayBlockingQueue:基于数组实现的可阻塞的FIFO队列。 ·LinkedBlockingQueue:基于链表实现的可阻塞的FIFO队列。 ·PriorityBlockingQueue:按优先级排序的队列。 ·DelayQueue:按照元素的Delay时间进行排序的队列。 ·SynchronousQueue:无缓冲等待队列。
咦咦咦,各位小可爱,我是你们的好伙伴——bug菌,今天又来给大家普及Java SE相关知识点了,别躲起来啊,听我讲干货还不快点赞,赞多了我就有动力讲得更嗨啦!所以呀,养成先点赞后阅读的好习惯,别被干货淹没了哦~
我们知道,队列(Queue)是先进先出(FIFO)的,并且我们可以用数组、链表还有 List 的方式来实现自定义队列,那么本文我们来系统的学习一下官方是如何实现队列的。
java.util.concurrent包下的 BlockingQueue 接口规范了一个放数据、取数据都是线程安全的队列。
类ArrayBlockingQueue是BlockingQueue接口的实现类,它是有界的阻塞队列,内部使用数组存储队列元素。这里的“有界”是指存储容量存在上限,不能无限存储元素。在同一时间内存储容量存在着一个上限值,这个上限制在初始实例化的时候指定,之后便不能修改了。
通过前面文章的学习《一文详解「队列」,手撸队列的3种方法!》我们知道了队列(Queue)是先进先出(FIFO)的,并且我们可以用数组、链表还有 List 的方式来实现自定义队列,那么本文我们来系统的学习一下官方是如何实现队列的。
生产者消费者模式最核心的部分是生产者与消费者之间的特殊容器,而阻塞队列是特殊容器最常见的实现。JDK中定义了阻塞队列接口BlockingQueue,JDK通过该接口为我们提供了很多种阻塞队列的实现,其中包括本节的主角ArrayBlockingQueue,该类位于java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue.java。该类需要实现的核心方法如下,下面我们详细分析ArrayBlockingQueue的实现原理。
ArrayBlockingQueue是一个阻塞式的先进先出队列。该结构具有以下三个特点:
在 Java 5.0 提供了java.util.concurrent(简称JUC)包,在此包中增加了在并发编程中很常用的工具类,用于定义类似于线程的自定义子系统,包括线程池,异步IO和轻量级任务框架;还提供了设计用于多线程上下文中的Collection实现等;
SynchronousQueue没有容量,是无缓冲等待队列,是一个不存储元素的阻塞队列,会直接将任务交给消费者,必须等队列中的添加元素被消费后才能继续添加新的元素。
并发编程之阻塞队列 1. 什么是阻塞队列 阻塞队列(BlockingQueue)是 Java 5 并发新特性中的内容,阻塞队列的接口是 java.util.concurrent.BlockingQue
原文出处http://cmsblogs.com/ 『chenssy』 昨天有位小伙伴问我一个 ArrayBlockingQueue 中的一个构造函数为何需要加锁,其实这个问题我还真没有注意过。主要是在看 ArrayBlockingQueue 源码时,觉得它很简单,不就是通过加锁的方式来操作一个数组 items 么,有什么难的,所以就没有关注这个问题,所以它一问我懵逼了。回家细想了下,所以产生这篇博客。我们先看构造方法: public ArrayBlockingQueue(int capacity, bool
其实现了阻塞队列 BlockingQueue 接口和基本队列操作 AbstractQueue 接口
今天介绍一下线程安全队列。Java 标准库提供了非常多的线程安全队列,很容易混淆。
在我们的日常的编程当中,并发是始终离不开的主题,而在并发多线程当中,线程池又是一个不可规避的问题。多线程可以提高我们并发程序的效率,可以让我们不去频繁地申请和释放线程,这是一个很大的花销,而在线程池当中就不需要去频繁的申请线程,他的主要原理是申请完线程之后并不中断,而是不断的去队列当中领取任务,然后执行,反复这样的操作。在本篇文章当中我们主要是介绍线程池的原理,因此我们会自己写一个非常非常简单的线程池,主要帮助大家理解线程池的核心原理!!!
【1】阻塞队列的架构图:阻塞队列与 List 具有很多类似之处,对比着学习会更加容易一些。
在上一篇如何优雅地取消线程任务中提到了通过中断可以取消线程正在进行的任务,现在针对中断这件事情再来简单聊聊。
在执行上面的代码的时候,出现了 reject 的异常,按道理说有semaphore.acquire(); 拦截,不应该会出现 reject 的异常。
ArrayBlockingQueue底层使用环形数组实现阻塞队列,因此为有界队列,其容量上限在实例化时通过传入的参数capacity决定,本质上就是实例化了一个长度为capacity的数组。
目录: 一 JDK 提供的并发容器总结二 ConcurrentHashMap三 CopyOnWriteArrayList3.1 CopyOnWriteArrayList 简介3.2 CopyOnWriteArrayList 是如何做到的?3.3 CopyOnWriteArrayList 读取和写入源码简单分析3.3.1 CopyOnWriteArrayList 读取操作的实现3.3.2 CopyOnWriteArrayList 写入操作的实现四 ConcurrentLinkedQueue五 BlockingQueue5.1 BlockingQueue 简单介绍5.2 ArrayBlockingQueue5.3 LinkedBlockingQueue5.4 PriorityBlockingQueue六 ConcurrentSkipListMap七 参考
1. LinkedBlockingQueue 上篇中,说到了ArrayBlockingQueue阻塞队列。在ArrayBlockingQueue中,底层使用了数组结构来实现。 那么,提到数组了就不得不提及链表。作为两对成双成对的老冤家,链表也可以实现阻塞队列。 下面,就让我们进入今天的正题LinkedBlockingQueue!!!! LinkedBlockingQueue是一个使用链表实现的阻塞队列,支持多线程并发操作,可保证数据的一致性。 与ArrayBlockingQueue相同的是,LinkedBl
在新增的Concurrent包中,BlockingQueue很好的解决了多线程中,如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类,为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利。本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员,包括他们各自的功能以及常见使用场景。
一丶什么是阻塞队列 阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个可以进行阻塞插入和阻塞移除的附加方法的队列。 1)阻塞插入:当队列满后,队列会阻塞(拒绝)插入元素,直到队列不满。 2)阻塞移除:当队列为空时,队列会阻塞(拒绝)移除元素,直到队列里有元素。 ---- 二丶JDK提供的7个阻塞队列 ArrayBlockingQueue:由数组结构组成的有界阻塞队列 LinkedBlockingQueue:由链表结构组成的有界阻塞队列 PriorityBlockingQueue:支持优先级排序的无界
SynchronousQueue是无界的,是一种无缓冲的等待队列,但是由于该Queue本身的特性,在某次添加元素后必须等待其他线程取走后才能继续添加;可以认为SynchronousQueue是一个缓存值为1的阻塞队列,但是isEmpty()方法永远返回是true,remainingCapacity() 方法永远返回是0,remove()和removeAll() 方法永远返回是false,iterator()方法永远返回空,peek()方法永远返回null。
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