黑马程序员-阻塞队列

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Java.util.concurrent

LinkedBlockingQueue 容量没有上边界,但是,可以选择指定最大容量。

LinkedBlockingDeque 是一个双端的版本

ArrayBlockingQueue 在构造时需要指定容量,并且有一个可选的参数来指定是否需要公平性。

利用阻塞队列实现线程的同步通信:

(还是那到题目,主线程循环10次,子线程循环100次,如此往复)

原理:利用两个阻塞队列,一个空,一个满,容量都为1

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class ArrayBlockingDemo {

	/**
	 * @param args
	 * @throws Exception
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		final BlockingQueue bq1 = new ArrayBlockingQueue(1);
		final BlockingQueue bq2 = new ArrayBlockingQueue(1);
		bq1.put(1);
		new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				while (true) {
					try {
						bq1.put(1);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					for (int i = 0; i < 10; i++) {
						System.out.println("sub is running" + i);
					}
					try {
						bq2.take();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}).start();
		while (true) {
			bq2.put(1);
			for (int j = 0; j < 20; j++) {
				System.out.println("main is running" + j);
			}
			bq1.take();
		}

	}

}

小结:注意,匿名构造函数运行时机是在所有构造方法之前,(创建几个对象,匿名构造方法就会运行几次)

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### 阻塞队列的数据结构及其用法 #### 1. 阻塞队列的核心概念 阻塞队列是一种特殊的队列,它支持在队列入口和出口处的阻塞操作。如果队列为空,则尝试移除元素的操作会被阻塞;如果队列为满,则尝试插入新元素的操作也会被阻塞[^1]。 #### 2. Java 中的标准实现 Java 提供了 `java.util.concurrent.BlockingQueue` 接口来定义阻塞队列的行为,并提供了多种具体实现类: - **ArrayBlockingQueue**: 基于固定大小数组的有界阻塞队列,遵循 FIFO(先进先出)原则[^3]。 - **LinkedBlockingQueue**: 基于链表的可选限界阻塞队列,默认情况下无界。 - **PriorityBlockingQueue**: 支持优先级排序的无界阻塞队列,允许按照自然顺序或自定义比较器进行排序。 - **SynchronousQueue**: 特殊类型的阻塞队列,不保存任何元素,仅用于传递数据。 - **DelayedWorkQueue**: 一种延迟队列,只有当元素达到其设定的时间阈值时才能被取出。 #### 3. C++ 的简单实现 虽然 C++ 标准库未提供内置的阻塞队列,但可以通过组合 `std::queue` 和互斥锁手动构建一个简单的阻塞队列。以下是其实现示例: ```cpp #include <queue> #include <mutex> #include <condition_variable> template<typename T> class BlockingQueue { private: std::queue<T> queue_; mutable std::mutex mutex_; std::condition_variable cond_; public: void push(T value) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_); queue_.push(value); cond_.notify_one(); // 唤醒等待线程 } T pop() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_); while (queue_.empty()) { // 如果队列为空则阻塞当前线程 cond_.wait(lock); } T result = queue_.front(); queue_.pop(); return result; } bool empty() const { std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_); return queue_.empty(); } }; ``` 上述代码通过条件变量实现了基本的阻塞功能,在多线程环境下能够安全地管理资源访问。 #### 4. 应用场景分析 阻塞队列广泛应用于并发编程领域,特别是在生产者-消费者模式中表现尤为突出。在这种模式下,多个生产者向共享队列添加任务项,而多个消费者从中提取并处理这些任务项[^4]。这种设计不仅提高了系统的吞吐量,还降低了开发复杂度。 例如,在 Web 服务后台任务调度系统中,可以利用阻塞队列缓存待执行的任务请求,由专门的工作线程池逐一完成计算密集型作业[^2]。 --- ###
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