Java并发队列Queue

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并发Queue

在并发队列上JDK提供了两套实现,一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列,一个是以BlockingQueue接口为代表的阻塞队列,无论哪种都继承自Queue。

注:暂只做解释,后续会花时间进行完善

ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue:是一个适用于高并发场景下的队列,通过无锁的方式,实现了高并发状态下的高性能,通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue。它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先加入的,尾是最近加入的,该队列不允许null元素。

ConcurrentLinkedQueue重要方法:

add()和offer()都是加入元素的方法(在ConcurrentLinkedQueue中,这两个方法没有任何却别)

poll()和peek()都是取头元素节点,区别在于前者会删除元素,后者不会。

BlockingQueue接口

ArrayBlockingQueue:基于数组的阻塞队列实现,在ArrayBlockingQueue内部,维护了一个定长数组,以便缓存队列中的数据对象,其内部没实现读写分离,也就意味着生产和消费不能完全并行,长度是需要定义的,可以指定先进先出或者先进后出,也叫有界队列,在很多场合非常适合使用。

LinkedBlockingQueue:基于链表的阻塞队列,同ArrayBlockingQueue类似,其内部也维持着一个数据缓冲队列(该队列由一个链表构成),LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据,是因为其内部实现采用分离锁(读写分离两个锁),从而实现生产者和消费者操作的完全并行运行。它是一个无界队列。

SynchronousQueue:一种没有缓冲的队列,生产者产生的数据直接会被消费者获取并消费。

PriorityBlockingQueue:基于优先级的阻塞队列(优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定,也就是说传入队列的对象必须实现Comparable接口),在实现PriorityBlockingQueue时,内部控制线程同步的锁采用的是公平锁,它也是一个无界队列。

DelayQueue:带有延迟时间的Queue,其中的元素只有当其指定的延迟时间到了,才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue中的元素必须实现Delayed接口,DelayQueue是一个没有大小限制的队列,应用场景很多,比如对缓存超时的数据进行移除、任务超时处理、空闲连接的关闭等等。

BlockingQueue接口的重要方法:

放入数据:

offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false。(本方法不阻塞当前执行方法的线程)

offer(E o,long timeout,TimeUnit unit),可以设定等待的时间,如果在指定的时间内,还不能往队列中加入BlockingQueue,则返回失败。

put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻塞知道BlockingQueue里面有空间再继续。

获取数据:

poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null;

poll(long timeout,TimeUnit unit):从BlockingQueue取出一个队首的对象,如果在指定时间内,队列一旦有数据可取,则立即返回队列中的数据。否则直到时间超时还没有数据可取,返回失败。

take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入;

drainTo():一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象(还可以指定获取数据的个数),通过该方法,可以提升获取数据效率:不需要多次分批加锁或释放锁。

Deque双端队列

Deque允许在队列的头部或尾部进行出列和入队操作。

LinkedBlockingDeque是一个线程安全的双端队列实现,可以说它是最为复杂的一种队列,在内部实现维护了前端和后端节点,但是没有实现读写分离,因此同一时间只能有一个线程对其进行操作。在高并发中性能要远低于其它BlockingQueue。更要低于ConcurrentLinkedQueue,在JDK早期有一个非线程安全的Deque就是ArrayDeque了,java6里添加了LinkedBlockingDeque来弥补多线程场景下线程安全的问题。

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