源码解读--LinkedBlockingDeque讲解

在上一遍线程池的讲解中，如果线程的大小大于核心线程的大小，就会放到缓冲队列里面，这个队列就是LinkedBlockingDeque。下面就来深入讲解一下这个队列。

一.LinkedBlockingDequ的定义

首先看下图谱

它是一个队列，而且还是阻塞式的，还可以告诉你，它是线程安全的。LinkedBlockingDeque用的是一个双向的链表，Node的声明如下：

static final class Node<E> {
    E item;  //当前的值
    Node<E> prev;  //指向前驱节点
    Node<E> next;  //指向后继节点
    Node(E x) { 
        item = x;
    }
}

使用两个条件来实现阻塞

//从队列中拿取值的条件判断，如果队列是空的话，有线程再来拿值的话，这个线程要被阻塞，直到有值被添加了，值才能被别人拿走
private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

//往队列里面添加值，队列满了了，需要阻塞，等到别的线程把队列里面的值拿走才可以添加值
private final Condition notFull = lock.newCondition();

这种阻塞就是典型的生产者--消费者模式，比如去听老教授讲课，教室里面的座位就只有那么多，座位坐满了，里面来的学生就需要站着，如果有坐着的学生离开座位，接下来旁边的同学就可以坐下。

LinkedBlockingDeque锁使用的独占锁ReentrantLock，这个锁就不细讲了。知道他是独占，别的线程等待就可以了。

二.LinkedBlockingDeque的显现

2.1 初始化

public LinkedBlockingDeque() {  //无界？ 不指定最大是int的最大值
    this(Integer.MAX_VALUE);
}

public LinkedBlockingDeque(int capacity) {  //指定队列的大小，好处是可以防止过度扩张
    if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
    this.capacity = capacity;
}

public LinkedBlockingDeque(Collection<? extends E> c) {
    this(Integer.MAX_VALUE);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock(); //获取到锁
    try {
        for (E e : c) {
            if (e == null)
                throw new NullPointerException();
            if (!linkLast(new Node<E>(e)))   //将集合里面的值一个一个的添加进去，如果队列满了，就会抛出Deque full的异常
                throw new IllegalStateException("Deque full");
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

2.2 添加队列值

public void put(E e) throws InterruptedException {
    putLast(e);
}

public void putLast(E e) throws InterruptedException {
    if (e == null) throw new NullPointerException();  //如果添加的数据为空，抛出空指针异常
    Node<E> node = new Node<E>(e);  //初始数据节点
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();  //上锁
    try {
        while (!linkLast(node))  //将节点放到队列的队尾
            notFull.await(); /如果队列满了的话，需要阻塞
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

private boolean linkLast(Node<E> node) {
    // assert lock.isHeldByCurrentThread();
    if (count >= capacity)  //超出了容量，需要阻塞
        return false;
    Node<E> l = last;  //记录last节点
    node.prev = l;  //当前node的前驱指向last
    last = node;  last指向node
    if (first == null) //如果第一个为空，node就是第一个
        first = node;
    else
        l.next = node;  //最前一个last的next指针指向现在的node
    ++count;  //队列里面的值加 1
    notEmpty.signal();  //释放资源，其他线程可以添加值
    return true;
}

2.3 获取队列值

public E take() throws InterruptedException {
    return takeFirst();
}

public E takeFirst() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        E x;
        while ( (x = unlinkFirst()) == null)  //获取队列的值，如果第一个值为null，需要等其他线程把值添加进去，它才能获取到值
            notEmpty.await();
        return x;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

private E unlinkFirst() {  //出队列，移除第一个值
    // assert lock.isHeldByCurrentThread();
    Node<E> f = first;
    if (f == null)  //如果第一个值为空
        return null;
    Node<E> n = f.next; //n 指向第一个节点的下一个
    E item = f.item;  //拿到第一个节点里面的值
    f.item = null; //将第一个节点里面的值赋值为空，方便gc
    f.next = f; //之前第一个节点现在后继节点已经没有了，指向了自身，没有别的节点有对它的引用，会被gc线程清除
    first = n;  //现在第一个节点指向了之前第二个节点n
    if (n == null)  //如果第二个节点是null
        last = null;  //尾指针指向null
    else
        n.prev = null;  //否则的话，之前第二个的节点的前驱指针指向null
    --count;  //队列的数据减一
    notFull.signal();  //之前获取数据没有获取成功的线程现在可以拿取数据了
    return item;
}

三.总结

看完了LinkedBlockingDeque的源码实现是不是感觉很简单。它首先是一个双向链表，可以支持先进先出。其次线程安全，用的是ReentranLock。接着是阻塞式的，用的是notFull，notEmptyl两个Condition实现。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

源码解读--LinkedBlockingDeque讲解

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