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一、 前言
上节介绍了无界链表方式的阻塞队列LinkedBlockingQueue,本节来研究下有界使用数组方式实现的阻塞队列ArrayBlockingQueue。
二、 ArrayBlockingQueue类图结构
如图ArrayBlockingQueue内部有个数组items用来存放队列元素,putindex下标标示入队元素下标,takeIndex是出队下标,count统计队列元素个数,从定义可知道并没有使用volatile修饰,这是因为访问这些变量使用都是在锁块内,并不存在可见性问题。另外有个独占锁lock用来对出入队操作加锁,这导致同时只有一个线程可以访问入队出队,另外notEmpty,notFull条件变量用来进行出入队的同步。
另外构造函数必须传入队列大小参数,所以为有界队列,默认是Lock为非公平锁。
public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
this(capacity, false);
}
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();
}
三、offer操作
在队尾插入元素,如果队列满则返回false,否者入队返回true。
public boolean offer(E e) {
//e为null,则抛出NullPointerException异常
checkNotNull(e);
//获取独占锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//如果队列满则返回false
if (count == items.length)
return false;
else {
//否者插入元素
insert(e);
return true;
}
} finally {
//释放锁
lock.unlock();
}
}
private void insert(E x) {
//元素入队
items[putIndex] = x;
//计算下一个元素应该存放的下标
putIndex = inc(putIndex);
++count;
notEmpty.signal();
}
//循环队列,计算下标
final int inc(int i) {
return (++i == items.length) ? 0 : i;
}
这里由于在操作共享变量前加了锁,所以不存在内存不可见问题,加过锁后获取的共享变量都是从主内存获取的,而不是在CPU缓存或者寄存器里面的值,释放锁后修改的共享变量值会刷新会主内存中。
另外这个队列是使用循环数组实现,所以计算下一个元素存放下标时候有些特殊。另外insert后调用 notEmpty.signal();是为了激活调用notEmpty.await()阻塞后放入notEmpty条件队列中的线程。
四、put操作
在队列尾部添加元素,如果队列满则等待队列有空位置插入后返回。
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
//获取可被中断锁
lock.lockInterruptibly();