如何進(jìn)行阻塞隊列LinkedBlockingQueue源碼學(xué)習(xí)與對比

這篇文章給大家介紹如何進(jìn)行阻塞隊列LinkedBlockingQueue源碼學(xué)習(xí)與對比，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

今天學(xué)習(xí)LinkedBlockingQueue源碼并與之對比。

LinkedBlockingQueue總結(jié)

同樣先直接總結(jié)LinkedBlockingQueue相關(guān)的特性，再根據(jù)源碼來進(jìn)行說明，它的主要特性如下：

1、他底層用鏈表實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲；

2、他是一個FIFO無界阻塞隊列。數(shù)據(jù)最大長度默認(rèn)Intenger的最大值Integer.MAX_VALUE，也可以設(shè)置長度；

重要屬性介紹

主要屬性如下圖：

LinkedBlockingQueue有一個內(nèi)部類Node，用來組成它存儲數(shù)據(jù)的鏈表，Node的item數(shù)據(jù)用來存儲數(shù)據(jù)，next表示下一個節(jié)點，尾節(jié)點的next是null。

capacity容量表示隊列最多可存儲的數(shù)據(jù)量，初始化的時候設(shè)置，默認(rèn)是Integer.MAX_VALUE；

count表示當(dāng)前存儲數(shù)據(jù)的數(shù)量，它是AtomicInteger類型（可以想想為什么？）；

head鏈表的頭節(jié)點，它的item不存放數(shù)據(jù)；

tail鏈表的尾節(jié)點，它的next為null，也就是沒有下一個節(jié)點；

takeLock與notEmpty控制take方法的阻塞；

putLock與notFull控制put方法的阻塞； 

從上面屬性可以猜出來LinkedBlockingQueue是用兩個鎖來控制數(shù)據(jù)的讀和寫，相當(dāng)于把讀和寫分開，可以同時存在讀和寫操作，所以count有可能同時存在多個線程修改，有線程安全問題所以用AtomicInteger。

最關(guān)鍵的兩個私有方法

同樣LinkedBlockingQueue也有兩個相同的關(guān)鍵方法，具體代碼和解釋如下圖：

LinkedBlockingQueue的enqueue和dequeue方法比ArrayBlockingQueue的更加簡單；

enqueue方法就是把新的節(jié)點放到last的next，然后把節(jié)點設(shè)置成尾節(jié)點。

dequeue是先拿到頭節(jié)點next節(jié)點作為first節(jié)點，然后之前的頭節(jié)點就的next設(shè)置成了自己，就脫離了鏈表，下次GC就會被回收掉。

然后first就作為head，把item拿出來后設(shè)置為null，所以頭節(jié)點是不存儲數(shù)據(jù)的，并且是由下一個節(jié)點升級來的。 

LinkedBlockingQueue的這兩個方法比較簡單，但是也可以看出它實現(xiàn)了FIFO先進(jìn)先出。

主要方法介紹

LinkedBlockingQueue與ArrayBlockingQueue一樣都是繼承至 AbstractQueue并實現(xiàn) BlockingQueue接口，所以他們提供的方法都差不多，功能也類似，主要實現(xiàn)不同，上一篇已經(jīng)詳細(xì)講了，這里就只看一下take和put方法的實現(xiàn)。

put方法源碼如下圖：

一共分四步：

把數(shù)據(jù)封裝成Node節(jié)點，獲取put鎖；

驗證隊列是否已滿，滿則阻塞線程；

如果沒有滿則把節(jié)點加到隊列中，count加1，并獲取加之前的數(shù)量；

如果現(xiàn)在數(shù)量還是小于最大容量則喚醒阻塞的put線程，如果之前數(shù)量是0則喚醒take線程； 

take方法源碼如下圖：

take方法和put方法差不多，主要分以下四步：

首先獲取take鎖；

判斷隊列中是否有數(shù)據(jù)，如果沒有則阻塞線程；

調(diào)用dequeue方法獲取數(shù)據(jù)，并把count減1；

如果獲取前隊列數(shù)量大于1則說明還有數(shù)據(jù)，可以喚醒其他take線程，如果獲取前隊列數(shù)量等于最大容器數(shù)量則說明有可能有阻塞的put線程，需要喚醒； 

可以看到put和take方法很簡單，都是先獲取到對于的鎖，然后根據(jù)隊列數(shù)量判斷是否阻塞，然后再添加或者獲取數(shù)據(jù)，最后根據(jù)喚醒對應(yīng)線程；

與ArrayBlockingQueue對比（重點）

LinkedBlockingQueue與ArrayBlockingQueue是非常相似的類，通過對比能夠更體現(xiàn)他們的優(yōu)缺點，主要對比如下：

從基礎(chǔ)屬性對比LinkedBlockingQueue底層實現(xiàn)是鏈表，ArrayBlockingQueue是數(shù)組。ArrayBlockingQueue初始化需要一個數(shù)組，而LinkedBlockingQueue是動態(tài)數(shù)量的Node對象；所以ArrayBlockingQueue需要預(yù)先分配內(nèi)存，而LinkedBlockingQueue不用，如果預(yù)計需要緩存的數(shù)據(jù)很多的，那么ArrayBlockingQueue一開始就需要很大一塊數(shù)據(jù)。

但是ArrayBlockingQueue添加元素更快，因為它只是要要保存的對象的引用放到數(shù)組對應(yīng)位置，而LinkedBlockingQueue需要創(chuàng)建一個Node對象；同時在獲取后這個Node對象變成了垃圾，在讀寫很大的情況會多出很多垃圾，可能會影響程序的性能； 

ArrayBlockingQueue用一個鎖控制讀寫，LinkedBlockingQueue用兩個鎖分別控制讀寫。因為ArrayBlockingQueue為了避免數(shù)據(jù)被覆蓋，而LinkedBlockingQueue不用擔(dān)心這種情況，可以同時支持讀寫，而ArrayBlockingQueue同一時刻支持一個操作，所以LinkedBlockingQueue吞吐量更高。 

所以ArrayBlockingQueue會占用固定的內(nèi)存，所以不能支持太大的緩存，但是每次操作延遲更加低，而LinkedBlockingQueue不用暫用一個初始化的內(nèi)存，但是每次操作消耗的內(nèi)存更大，不過同時支持讀寫所以吞吐量更高。

但是在使用LinkedBlockingQueue時，如果使用默認(rèn)大小且當(dāng)生產(chǎn)速度大于消費速度時候，有可能會內(nèi)存溢出。

LinkedBlockingQueue與ArrayBlockingQueue提供的功能完全相同，但是他們底層的實現(xiàn)不同，所以側(cè)重點不同，在使用中可以根據(jù)情況選擇。 

關(guān)于如何進(jìn)行阻塞隊列LinkedBlockingQueue源碼學(xué)習(xí)與對比就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。