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linkedBlokingQueue源码学习

 
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ReentrantLock是一个较为常用的锁对象 可重入的互斥锁定 与synchronized 相同的一些基本行为和语义,但功能更强大

 

Condition类与lock绑定,用newCondition()方法创建,提供了线程之间通信的方式(类似信号量)。

其使用基本与object类的wait,notify,notifyAll相同。

 

1,用condition.await()替换Object,wait(),调用时该线程阻塞,释放该线程的锁。

2,用condition.signal()替换Object.notify(),用condition.signalAll()替换Object.notifyAll(),唤醒该condition await方法所阻塞的线程

 

public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable { 
      //链表节点node类结构   
      static class Node<E> {  
          volatile E item;//volatile,保证了数据的可见性   
          Node<E> next;  
          Node(E x) { item = x; }  
      }  
      //容量
      private final int capacity;  
      //用原子变量,当前元素个数  
      private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);  
      //头节点
      private transient Node<E> head;  
      //表尾节点 
      private transient Node<E> last;  
      //获取元素或删除元素时,要加的takeLock锁  
      private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();  
      //获取元素时若队列为空,线程阻塞,直至notEmpty条件满足(被通知) 
      private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();  
      //插入元素时 要加putLock锁  
      private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();  
      //插入时,若队列已满,线程阻塞,直至notFull条件满足(被通知)
      private final Condition notFull = putLock.newCondition();  
      // 唤醒等待的take操作,插入数据时若插入前链表中无数据,则调用,表示链表不再为空
      private void signalNotEmpty() {  
          final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;  
          takeLock.lock();  
          try {  
              notEmpty.signal();  
          } finally {  
              takeLock.unlock();  
          }  
      }  
      //唤醒等待插入操作,移除数据时若链表原先已满则调用,表示链表不再满 
      private void signalNotFull() {  
          final ReentrantLock putLock = this.putLock;  
          putLock.lock();  
          try {  
              notFull.signal();  
          } finally {  
              putLock.unlock();  
          }  
      }  
      // 插入到链表尾部 
      private void insert(E x) {  
          last = last.next = new Node<E>(x);  
      }  
      //获取并移除头元素 
      private E extract() {  
          Node<E> first = head.next;  
          head = first;  
          E x = first.item;  
          first.item = null;  
          return x;  
      }  
      //锁住两把锁,在remove,clear等方法中调用   
      private void fullyLock() {  
          putLock.lock();  
          takeLock.lock();  
      }  
      //和fullyLock成对使用 
      private void fullyUnlock() {  
          takeLock.unlock();  
          putLock.unlock();  
      }  
      //默认构造,容量为 Integer.MAX_VALUE  
 
      public LinkedBlockingQueue() {  
          this(Integer.MAX_VALUE);  
      }  
      //指定容量的构造   
      public LinkedBlockingQueue(int capacity) {  
          if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();  
          this.capacity = capacity;  
          last = head = new Node<E>(null);  
      }  
      //指定初始化集合的构造   
      public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {  
          this(Integer.MAX_VALUE);  
          for (E e : c)  
              add(e);  
      }  
      //获得大小 
        
      public int size() {  
          return count.get();  
      }  
      //剩余容量  
      public int remainingCapacity() {  
          return capacity - count.get();  
      }  
      // 将指定元素插入到此队列的尾部,如已满,阻塞至队列中有元素被移除 
      public void put(E e) throws InterruptedException {  
          if (e == null) throw new NullPointerException();  
          int c = -1;  
          final ReentrantLock putLock = this.putLock;  
          final AtomicInteger count = this.count;
   //加put锁,多个线程不能同时进入  
          putLock.lockInterruptibly();  
          try {  
              try {  
    //容量已满,则一直阻塞
                  while (count.get() == capacity)  
                      notFull.await();  
              } catch (InterruptedException ie) {  
                  notFull.signal(); // propagate to a non-interrupted thread  
                  throw ie;  
              }  
//插入
              insert(e);  
              c = count.getAndIncrement();
//通知链表未满  
              if (c + 1 < capacity)  
                  notFull.signal();  
          } finally {  
//解锁,注意必须在finally里调用,反正各种异常导致没有unlock使线程死锁
              putLock.unlock();  
          }  
    //通知链表非空
          if (c == 0)  
              signalNotEmpty();  
      }  
      // 将指定元素插入到此队列的尾部,如有必要,则等待一定时间以使空间变得可用。 
       
      public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)  
          throws InterruptedException {  
          if (e == null) throw new NullPointerException();  
          long nanos = unit.toNanos(timeout);  
          int c = -1;  
          final ReentrantLock putLock = this.putLock;  
          final AtomicInteger count = this.count;  
   //加锁
          putLock.lockInterruptibly();  
          try {  
              for (;;) {
                  //未满可插入  
                  if (count.get() < capacity) {  
                      insert(e);  
                      c = count.getAndIncrement();
    //通知未满  
                      if (c + 1 < capacity)  
                          notFull.signal();
    //跳出循环  
                      break;  
                  }  
   //队列已满,未能插入,等待时间是负的,直接返回
                  if (nanos <= 0)  
                      return false;  
                  try {  
    //等待一定时间后再次尝试
                      nanos = notFull.awaitNanos(nanos);  
                  } catch (InterruptedException ie) {  
                      notFull.signal(); // propagate to a non-interrupted thread  
                      throw ie;  
                  }  
              }  
          } finally {  
//解锁
              putLock.unlock();  
          }  
//通知已插入数据,链表非空
          if (c == 0)  
              signalNotEmpty();  
          return true;  
      }  
      //将指定元素插入到此队列的尾部(如果立即可行且不会超出此队列的容量), 
       在成功时返回 true,如果此队列已满,则返回 false。 
        
      public boolean offer(E e) {  
          if (e == null) throw new NullPointerException();  
          final AtomicInteger count = this.count;  
          if (count.get() == capacity)  
              return false;  
          int c = -1;  
          final ReentrantLock putLock = this.putLock;  
          putLock.lock();  
          try {  
//由于可能在lock被阻塞时其他线程进行了插入操作,需再次判断count
              if (count.get() < capacity) {  
                  insert(e);  
                  c = count.getAndIncrement();
    //通知未满  
                  if (c + 1 < capacity)  
                      notFull.signal();  
              }  
          } finally {  
              putLock.unlock();  
          }  
  //通知非空
          if (c == 0)  
              signalNotEmpty();
          // >0表示已成功插入  
          return c >= 0;  
      }  
      //获取并移除此队列的头部,若队列为空,则阻塞。  
      public E take() throws InterruptedException {  
          E x;  
          int c = -1;  
          final AtomicInteger count = this.count;  
          final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
   //加锁 
          takeLock.lockInterruptibly();  
          try {  
              try {
   //队列为空时阻塞 
                  while (count.get() == 0)  
                      notEmpty.await();  
              } catch (InterruptedException ie) {  
                  notEmpty.signal(); // propagate to a non-interrupted thread  
                  throw ie;  
              }  
//获取数据
              x = extract();  
              c = count.getAndDecrement();
//通知非空  
              if (c > 1)  
                  notEmpty.signal();  
          } finally {  
              takeLock.unlock();  
          }  
    //通知未满
          if (c == capacity)  
              signalNotFull();  
          return x;  
      }  
        
      //与offer方法结构基本一致,若队列为空,则阻塞一段时间,一段时间后仍为空,则返回null
      public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {  
          E x = null;  
          int c = -1;  
          long nanos = unit.toNanos(timeout);  
          final AtomicInteger count = this.count;  
          final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;  
          takeLock.lockInterruptibly();  
          try {  
              for (;;) {  
                  if (count.get() > 0) {  
                      x = extract();  
                      c = count.getAndDecrement();  
                      if (c > 1)  
                          notEmpty.signal();  
                      break;  
                  }  
                  if (nanos <= 0)  
                      return null;  
                  try {  
                      nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);  
                  } catch (InterruptedException ie) {  
                      notEmpty.signal(); // propagate to a non-interrupted thread  
                      throw ie;  
                  }  
              }  
          } finally {  
              takeLock.unlock();  
          }  
          if (c == capacity)  
              signalNotFull();  
          return x;  
      }  
        
      ////与offer方法结构基本一致 队列为空,不阻塞,直接返回null
      public E poll() {  
          final AtomicInteger count = this.count;  
          if (count.get() == 0)  
              return null;  
          E x = null;  
          int c = -1;  
          final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;  
          takeLock.lock();  
          try {  
              if (count.get() > 0) {  
                  x = extract();  
                  c = count.getAndDecrement();  
                  if (c > 1)  
                      notEmpty.signal();  
              }  
          } finally {  
              takeLock.unlock();  
          }  
          if (c == capacity)  
              signalNotFull();  
          return x;  
      }  
      //获取但不移除此队列的头;如果此队列为空,则返回 null。  
      public E peek() {  
          if (count.get() == 0)  
              return null;  
          final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;  
          takeLock.lock();  
          try {  
              Node<E> first = head.next;  
              if (first == null)  
                  return null;  
              else  
                  return first.item;  
          } finally {  
              takeLock.unlock();  
          }  
      }  
      /** 
       * 从此队列移除指定元素的单个实例(如果存在)。 
       */  
      public boolean remove(Object o) {  
          if (o == null) return false;  
          boolean removed = false;
   //同时加锁,此时其他线程不能插入,不能移除
          fullyLock();  
          try {  
              Node<E> trail = head;  
              Node<E> p = head.next;
//遍历,获取到该元素  
              while (p != null) {  
                  if (o.equals(p.item)) {  
                      removed = true;  
                      break;  
                  }  
                  trail = p;  
                  p = p.next;  
              }  
//删除该元素
              if (removed) {  
                  p.item = null;  
                  trail.next = p.next;  
                  if (last == p)  
                      last = trail;  
                  if (count.getAndDecrement() == capacity)  
                      notFull.signalAll();  
              }  
          } finally {  
              fullyUnlock();  
          }  
          return removed;  
      }  
      ……  
  }

 

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    内容概要:本文详细探讨了十字形声子晶体的能带结构和传输特性。首先介绍了声子晶体作为新型周期性结构在物理学和工程学中的重要地位,特别是十字形声子晶体的独特结构特点。接着从散射体的形状、大小、排列周期等方面分析了其对能带结构的影响,并通过理论计算和仿真获得了能带图。随后讨论了十字形声子晶体的传输特性,即它对声波的调控能力,包括传播速度、模式和能量分布的变化。最后通过大量实验和仿真验证了理论分析的正确性,并得出结论指出散射体的材料、形状和排列方式对其性能有重大影响。 适合人群:从事物理学、材料科学、声学等相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解声子晶体尤其是十字形声子晶体能带与传输特性的科研工作者,旨在为相关领域的创新和发展提供理论支持和技术指导。 其他说明:文中还对未来的研究方向进行了展望,强调了声子晶体在未来多个领域的潜在应用价值。

    嵌入式系统开发_USB主机控制器_Arduino兼容开源硬件_基于Mega32U4和MAX3421E芯片的USB设备扩展开发板_支持多种USB外设接入与控制的通用型嵌入式开发平台_.zip

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    e2b8a-main.zip

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    【HarmonyOS分布式技术】远程启动子系统详解:跨设备无缝启动与智能协同的应用场景及未来展望

    内容概要:本文详细介绍了HarmonyOS分布式远程启动子系统,该系统作为HarmonyOS的重要组成部分,旨在打破设备间的界限,实现跨设备无缝启动、智能设备选择和数据同步与连续性等功能。通过分布式软总线和分布式数据管理技术,它能够快速、稳定地实现设备间的通信和数据同步,为用户提供便捷的操作体验。文章还探讨了该系统在智能家居、智能办公和教育等领域的应用场景,展示了其在提升效率和用户体验方面的巨大潜力。最后,文章展望了该系统的未来发展,强调其在技术优化和应用场景拓展上的无限可能性。 适合人群:对HarmonyOS及其分布式技术感兴趣的用户、开发者和行业从业者。 使用场景及目标:①理解HarmonyOS分布式远程启动子系统的工作原理和技术细节;②探索该系统在智能家居、智能办公和教育等领域的具体应用场景;③了解该系统为开发者提供的开发优势和实践要点。 其他说明:本文不仅介绍了HarmonyOS分布式远程启动子系统的核心技术和应用场景,还展望了其未来的发展方向。通过阅读本文,用户可以全面了解该系统如何通过技术创新提升设备间的协同能力和用户体验,为智能生活带来新的变革。

    嵌入式八股文面试题库资料知识宝典-C and C++ normal interview_1.zip

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    少儿编程scratch项目源代码文件案例素材-激光反弹.zip

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    COMSOL相控阵检测技术在有机玻璃斜楔中检测工件内部缺陷的应用研究

    内容概要:本文详细介绍了COMSOL相控阵检测技术在有机玻璃斜楔上放置16阵元进行工件内部缺陷检测的方法。首先阐述了相控阵检测技术的基本原理,特别是通过控制各阵元的激发时间和相位来实现声波的聚焦和扫描。接着,重点解析了横孔缺陷的反射接收波,解释了波的折射现象及其背后的物理原因。最后,通过实例展示了COMSOL模拟声波传播过程的成功应用,验证了该技术的有效性和准确性。 适合人群:从事固体力学、无损检测领域的研究人员和技术人员,尤其是对相控阵检测技术和COMSOL仿真感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要精确检测工件内部缺陷的研究和工业应用场景,旨在提高检测精度和效率,确保产品质量和安全。 其他说明:文中提到的声速匹配现象有助于理解波在不同介质间的传播特性,这对优化检测参数设置有重要意义。

    少儿编程scratch项目源代码文件案例素材-极速奔跑者.zip

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