JUC的ArrayBlockingQueue怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和拿取

本篇內(nèi)容主要講解“JUC的ArrayBlockingQueue怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和拿取”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“JUC的ArrayBlockingQueue怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和拿取”吧!

ArrayBlockingQueue 有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• 由數(shù)組實(shí)現(xiàn)的有界阻塞隊(duì)列，容量一旦創(chuàng)建，后續(xù)大小無(wú)法修改；

• 遵照先進(jìn)先出規(guī)則，隊(duì)頭拿數(shù)據(jù)，隊(duì)尾取數(shù)據(jù)；

• 跟 LinkedBlockingQueue 一樣，隊(duì)列滿時(shí)，往隊(duì)列中 put 數(shù)據(jù)會(huì)被阻塞，隊(duì)列空時(shí)，往隊(duì)列中拿數(shù)據(jù)會(huì)被阻塞；

• 對(duì)數(shù)據(jù)操作時(shí)，共用一把鎖，所以不能同時(shí)讀寫操作；

ArrayBlockingQueue 跟 LinkedBlockingQueue 一樣，同樣繼承了 AbstractQueue 實(shí)現(xiàn) BlockingQueue 接口，所以在方法上跟 LinkedBlockingQueue 一樣，所以在這里我們不把方法列出來(lái)了，可以去查看前面 LinkedBlockingQueue 的文章~

除了方法之外，在 ArrayBlockingQueue 中，還有兩個(gè)比較重要的參數(shù)：

/** items index for next take, poll, peek or remove */
// 獲取元素的位置
int takeIndex;
/** items index for next put, offer, or add */
// 新增元素時(shí)的數(shù)組下標(biāo)
int putIndex;

由于 ArrayBlockingQueue 底層采用的是數(shù)組，結(jié)合上面的兩個(gè)參數(shù)，ArrayBlockingQueue 的整體結(jié)構(gòu)圖大概如下：

ArrayBlockingQueue 有三個(gè)構(gòu)造函數(shù)：

public ArrayBlockingQueue(int capacity);
// fair 表示是否為公平鎖 

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair);

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c);

關(guān)于構(gòu)造函數(shù)就不多說(shuō)了，都大同小異，跟 LinkedBlockingQueue 一樣，同樣拿 put()、take() 方法，看看 ArrayBlockingQueue 是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和拿取的~

先從put()方法開始，看看 ArrayBlockingQueue 是如何實(shí)現(xiàn)的~

public void put(E e) throws InterruptedException {
    Objects.requireNonNull(e);
    // 獲取鎖
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 設(shè)置可重入鎖
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        // 當(dāng)數(shù)組隊(duì)列存滿時(shí)，阻塞等待.....
        while (count == items.length)
            notFull.await();
        // 入隊(duì)操作
        enqueue(e);
    } finally {
        // 解鎖
        lock.unlock();
    }
}
// 入隊(duì)   

private void enqueue(E e) {
    final Object[] items = this.items;
    // 根據(jù) putIndex 插入到對(duì)應(yīng)的位置即可
    items[putIndex] = e;
    // 設(shè)置好下一次插入的位置，如果當(dāng)前插入的位置是最后一個(gè)元素，
    // 那么下一次插入的位置就是隊(duì)頭了
    if (++putIndex == items.length) putIndex = 0;
    count++;
    notEmpty.signal();
}

put() 方法的實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，代碼也就 20 行左右，我們來(lái)拆解一下 put 過(guò)程：

• 1、先獲取鎖，對(duì)操作進(jìn)行加鎖；

• 2、判斷隊(duì)列是否隊(duì)滿，如果隊(duì)滿，則掛起等待；

• 3、根據(jù) putIndex 的值，直接將元素插入到 items 數(shù)組中；

• 4、調(diào)整 putIndex 的位置，用于下一次插入使用，如果當(dāng)前 putIndex 是數(shù)組的最后一個(gè)位置，則 putIndex 下一次插入的位置是數(shù)組的第一個(gè)位置，可以把它當(dāng)作是循環(huán)；

• 5、解鎖；

put 方整體解決起來(lái)不難，跟 LinkedBlockingQueue 一樣，其他添加方法這里就不介紹了，大同小異~

再來(lái)看看 ArrayBlockingQueue 是如何實(shí)現(xiàn) take() 方法的，take() 方法主要源碼如下：

public E take() throws InterruptedException {
    // 獲取鎖
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        // 判斷隊(duì)列是否為空，為空的話掛起等待
        while (count == 0)
            notEmpty.await();
        // 獲取數(shù)據(jù)
        return dequeue();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
private E dequeue() {
    
    final Object[] items = this.items;
    @SuppressWarnings("unchecked")
    // 根據(jù) takeIndex 獲取 items 中的元素
    E e = (E) items[takeIndex];
    // 將 takeIndex 中的數(shù)據(jù)置為空
    items[takeIndex] = null;
    // 設(shè)置下一次獲取數(shù)據(jù)的下標(biāo)，
    if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0;
    count--;
    if (itrs != null)
        itrs.elementDequeued();
    notFull.signal();
    return e;
}

take() 方法跟 put() 方法沒(méi)有什么太大的區(qū)別，就是一個(gè)反操作~

最后我們?cè)賮?lái)關(guān)注一下 remove() 方法，這個(gè)方法還是有一些學(xué)問(wèn)的，主要源碼如下：

public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) return false;
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        if (count > 0) {
            final Object[] items = this.items;
            for (int i = takeIndex, end = putIndex,
                     to = (i < end) ? end : items.length;
                 ; i = 0, to = end) {
                 // 遍歷有值的一段數(shù)據(jù)
                for (; i < to; i++)
                    if (o.equals(items[i])) {
                        removeAt(i);
                        return true;
                    }
                if (to == end) break;
            }
        }
        return false;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
// 主要看這個(gè)方法
void removeAt(final int removeIndex) {
    final Object[] items = this.items;
    // 如果要?jiǎng)h除的位置正好是下一次 take的位置
    if (removeIndex == takeIndex) {
        // removing front item; just advance
        items[takeIndex] = null;
        if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0;
        count--;
        if (itrs != null)
            itrs.elementDequeued();
    } else {
        // 如果刪除的位置時(shí) takeIndex 和 putIndex 之間的位置，則被刪除的數(shù)據(jù)全部往前移動(dòng)~
        for (int i = removeIndex, putIndex = this.putIndex;;) {
            int pred = i;
            if (++i == items.length) i = 0;
            if (i == putIndex) {
                items[pred] = null;
                this.putIndex = pred;
                break;
            }
            items[pred] = items[i];
        }
        count--;
        if (itrs != null)
            itrs.removedAt(removeIndex);
    }
    notFull.signal();
}

remove 的時(shí)候分三種情況：

• 第一種：當(dāng) removeIndex == takeIndex 時(shí)，這種情況就比較簡(jiǎn)單，將該位置的元素刪除后，takeIndex +1 即可；

• 第二種：當(dāng) removeIndex + 1 == putIndex 時(shí)，直接將 putIndex -1 就好，相當(dāng)于 putIndex 指針往前移動(dòng)一格；

• 第三種：當(dāng) removeIndex != takeIndex && removeIndex + 1 != putIndex 時(shí)，這種情況就比較復(fù)雜了，需要涉及到數(shù)據(jù)的移動(dòng)，要將 removeIndex 后面的數(shù)據(jù)全部往前移動(dòng)一個(gè)位置，putIndex 的位置也要遷移一位，具體的可以參考源碼；

到此，相信大家對(duì)“JUC的ArrayBlockingQueue怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加和拿取”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！