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7.BlockingQueue
“支持两个附加操作的 Queue,这两个操作是:获取元素时等待队列变为非空,以及存储元素时等待空间变得可用。“
这里我们主要讨论BlockingQueue的最典型实现:LinkedBlockingQueue 和ArrayBlockingQueue。两者的不同是底层的数据结构不够,一个是链表,另外一个是数组。
后面将要单独解释其他类型的BlockingQueue和SynchronousQueue
BlockingQueue的经典用途是 生产者-消费者模式
代码如下:
- import java.util.Random;
- import java.util.concurrent.BlockingQueue;
- import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
- public class TestBlockingQueue {
- public static void main(String[] args) {
- final BlockingQueue<Integer> queue= new LinkedBlockingQueue<Integer>( 3 );
- final Random random= new Random();
- class Producer implements Runnable{
- @Override
- public void run() {
- while ( true ){
- try {
- int i=random.nextInt( 100 );
- queue.put(i); //当队列达到容量时候,会自动阻塞的
- if (queue.size()== 3 )
- {
- System.out.println( "full" );
- }
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
- class Consumer implements Runnable{
- @Override
- public void run() {
- while ( true ){
- try {
- queue.take(); //当队列为空时,也会自动阻塞
- Thread.sleep( 1000 );
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- }
- new Thread( new Producer()).start();
- new Thread( new Consumer()).start();
- }
- }
总结:BlockingQueue使用时候特别注意take 和 put
8. DelayQueue
我们先来学习一下JDK1.5 API中关于这个类的详细介绍:
“它是包含Delayed 元素的一个无界阻塞队列,只有在延迟期满时才能从中提取元素。该队列的头部 是延迟期满后保存时间最长的
Delayed 元素。如果延迟都还没有期满,则队列没有头部,并且 poll 将返回 null。当一个元素的
getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于等于 0 的值时,将发生到期。即使无法使用 take 或 poll
移除未到期的元素,也不会将这些元素作为正常元素对待。例如,size 方法同时返回到期和未到期元素的计数。此队列不允许使用 null
元素。”
在现实生活中,很多DelayQueue的例子。就拿上海的SB会来说明,很多国家地区的开馆时间不同。你很早就来到园区,然后急急忙忙地跑到一些心仪的馆区,发现有些还没开,你吃了闭门羹。
仔细研究DelayQueue,你会发现它其实就是一个PriorityQueue的封装(按照delay时间排序),里面的元素都实现了Delayed接口,相关操作需要判断延时时间是否到了。
在实际应用中,有人拿它来管理跟实际相关的缓存、session等
下面我就通过 “上海SB会的例子来阐述DelayQueue的用法”
代码如下:
- import java.util.Random;
- import java.util.concurrent.DelayQueue;
- import java.util.concurrent.Delayed;
- import java.util.concurrent.TimeUnit;
- public class TestDelayQueue {
- private class Stadium implements Delayed
- {
- long trigger;
- public Stadium( long i){
- trigger=System.currentTimeMillis()+i;
- }
- @Override
- public long getDelay(TimeUnit arg0) {
- long n=trigger-System.currentTimeMillis();
- return n;
- }
- @Override
- public int compareTo(Delayed arg0) {
- return ( int )( this .getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)-arg0.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
- }
- public long getTriggerTime(){
- return trigger;
- }
- }
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Random random= new Random();
- DelayQueue<Stadium> queue= new DelayQueue<Stadium>();
- TestDelayQueue t= new TestDelayQueue();
- for ( int i= 0 ;i< 5 ;i++){
- queue.add(t. new Stadium(random.nextInt( 30000 )));
- }
- Thread.sleep( 2000 );
- while ( true ){
- Stadium s=queue.take(); //延时时间未到就一直等待
- if (s!= null ){
- System.out.println(System.currentTimeMillis()-s.getTriggerTime()); //基本上是等于0
- }
- if (queue.size()== 0 )
- break ;
- }
- }
- }
总结:适用于需要延时操作的队列管理 9. SynchronousQueue 我们先来学习一下JDK1.5 API中关于这个类的详细介绍: “一种阻塞队列,其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作 ,反之亦然。同步队列没有任何内部容量,甚至连一个队列的容量都没有。不能在同步队列上进行 peek,因为仅在试图要移除元素时,该元素才存在;除非另一个线程试图移除某个元素,否则也不能(使用任何方法)插入元素;也不能迭代队列,因为其中没 有元素可用于迭代。队列的头 是尝试添加到队列中的首个已排队插入线程的元素;如果没有这样的已排队线程,则没有可用于移除的元素并且 poll() 将会返回 null。对于其他 Collection 方法(例如 contains),SynchronousQueue 作为一个空 collection。此队列不允许 null 元素。 同步队列类似于 CSP 和 Ada 中使用的 rendezvous 信道。它非常适合于传递性设计,在这种设计中,在一个线程中运行的对象要将某些信息、事件或任务传递给在另一个线程中运行的对象,它就必须与该对象同步。 “ 看起来很有意思吧。队列竟然是没有内部容量的。这个队列其实是BlockingQueue的一种实现。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作,反 之亦然。它给我们提供了在线程之间交换单一元素的极轻量级方法 应用举例:我们要在多个线程中传递一个变量。 代码如下(其实就是生产者消费者模式)
- import java.util.Arrays;
- import java.util.List;
- import java.util.concurrent.BlockingQueue;
- import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
- public class TestSynchronousQueue {
- class Producer implements Runnable {
- private BlockingQueue<String> queue;
- List<String> objects = Arrays.asList( "one" , "two" , "three" );
- public Producer(BlockingQueue<String> q) {
- this .queue = q;
- }
- @Override
- public void run() {
- try {
- for (String s : objects) {
- queue.put(s); // 产生数据放入队列中
- System.out.printf( "put:%s%n" ,s);
- }
- queue.put( "Done" ); // 已完成的标志
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- class Consumer implements Runnable {
- private BlockingQueue<String> queue;
- public Consumer(BlockingQueue<String> q) {
- this .queue = q;
- }
- @Override
- public void run() {
- String obj = null ;
- try {
- while (!((obj = queue.take()).equals( "Done" ))) {
- System.out.println(obj); //从队列中读取对象
- Thread.sleep( 3000 ); //故意sleep,证明Producer是put不进去的
- }
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- public static void main(String[] args) {
- BlockingQueue<String> q= new SynchronousQueue<String>();
- TestSynchronousQueue t= new TestSynchronousQueue();
- new Thread(t. new Producer(q)).start();
- new Thread(t. new Consumer(q)).start();
- }
- }
- 总结:SynchronousQueue主要用于单个元素在多线程之间的传递
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