Java集合类(二十一)JUC中的集合--LinkedBlockingDeque

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一、LinkedBlockingDeque介绍

LinkedBlockingDeque是双向链表实现的双向并发阻塞队列。该阻塞队列同时支持FIFO和FILO两种操作方式,即可以从队列的头和尾同时操作(插入/删除);并且,该阻塞队列是支持线程安全。
此外,LinkedBlockingDeque还是可选容量的(防止过度膨胀),即可以指定队列的容量。如果不指定,默认容量大小等于Integer.MAX_VALUE。

二、LinkedBlockingDeque原理和数据结构

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说明:

  1. LinkedBlockingDeque继承于AbstractQueue,它本质上是一个支持FIFO和FILO的双向的队列。
  2. LinkedBlockingDeque实现了BlockingDeque接口,它支持多线程并发。当多线程竞争同一个资源时,某线程获取到该资源之后,其它线程需要阻塞等待。
  3. LinkedBlockingDeque是通过双向链表实现的。
    3.1 first是双向链表的表头。
    3.2 last是双向链表的表尾。
    3.3 count是LinkedBlockingDeque的实际大小,即双向链表中当前节点个数。
    3.4 capacity是LinkedBlockingDeque的容量,它是在创建LinkedBlockingDeque时指定的。
    3.5 lock是控制对LinkedBlockingDeque的互斥锁,当多个线程竞争同时访问LinkedBlockingDeque时,某线程获取到了互斥锁lock,其它线程则需要阻塞等待,直到该线程释放lock,其它线程才有机会获取lock从而获取cpu执行权。
    3.6 notEmpty和notFull分别是“非空条件”和“未满条件”。通过它们能够更加细腻进行并发控制。
    a、若某线程(线程A)要取出数据时,队列正好为空,则该线程会执行notEmpty.await()进行等待;当其它某个线程(线程B)向队列中插入了数据之后,会调用notEmpty.signal()唤醒“notEmpty上的等待线程”。此时,线程A会被唤醒从而得以继续运行。 此外,线程A在执行取操作前,会获取takeLock,在取操作执行完毕再释放takeLock。
    b、若某线程(线程H)要插入数据时,队列已满,则该线程会它执行notFull.await()进行等待;当其它某个线程(线程I)取出数据之后,会调用notFull.signal()唤醒“notFull上的等待线程”。此时,线程H就会被唤醒从而得以继续运行。 此外,线程H在执行插入操作前,会获取putLock,在插入操作执行完毕才释放putLock。

三、LinkedBlockingDeque函数列表

    // 创建一个容量为 Integer.MAX_VALUE 的 LinkedBlockingDeque。
    LinkedBlockingDeque()
    // 创建一个容量为 Integer.MAX_VALUE 的 LinkedBlockingDeque,最初包含给定 collection 的元素,以该 collection 迭代器的遍历顺序添加。
    LinkedBlockingDeque(Collection<? extends E> c)
    // 创建一个具有给定(固定)容量的 LinkedBlockingDeque。
    LinkedBlockingDeque(int capacity)
    
    // 在不违反容量限制的情况下,将指定的元素插入此双端队列的末尾。
    boolean add(E e)
    // 如果立即可行且不违反容量限制,则将指定的元素插入此双端队列的开头;如果当前没有空间可用,则抛出 IllegalStateException。
    void addFirst(E e)
    // 如果立即可行且不违反容量限制,则将指定的元素插入此双端队列的末尾;如果当前没有空间可用,则抛出 IllegalStateException。
    void addLast(
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