《java.util.concurrent 包源码阅读》07 LinkedBlockingQueue
这篇文章来说说稍微复杂一些的LinkedBlockingQueue。LinkedBlockingQueue使用一个链表来实现,会有一个head和tail分别指向队列的开始和队列的结尾。因此LinkedBlockingQueue会有两把锁,分别控制这两个元素,这样在添加元素和拿走元素的时候就不会有锁的冲突,因此取走元素操作的是head,而添加元素操作的是tail。
老规矩先看offer方法和poll方法
- public boolean offer(E e) {
- if (e == null) throw new NullPointerException();
- final AtomicInteger count = this.count;
- if (count.get() == capacity)
- return false;
- int c = -1;
- Node<E> node = new Node(e);
- final ReentrantLock putLock = this.putLock;
- putLock.lock();
- try {
- if (count.get() < capacity) {
- enqueue(node);
- c = count.getAndIncrement();
- if (c + 1 < capacity)
- notFull.signal();
- }
- } finally {
- putLock.unlock();
- }
- if (c == 0)
- signalNotEmpty();
- return c >= 0;
- }
可以看到offer方法在添加元素时候仅仅涉及到putLock,但是还是会需要takeLock,看看signalNotEmpty代码就知道。而poll方法拿走元素的时候涉及到takeLock,也是会需要putLock。参见signalNotFull()。关于signalNotEmpty会在后面讲阻塞的时候讲到。
- public E poll() {
- final AtomicInteger count = this.count;
- if (count.get() == 0)
- return null;
- E x = null;
- int c = -1;
- final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
- takeLock.lock();
- try {
- if (count.get() > 0) {
- x = dequeue();
- c = count.getAndDecrement();
- if (c > 1)
- notEmpty.signal();
- }
- } finally {
- takeLock.unlock();
- }
- if (c == capacity)
- signalNotFull();
- return x;
- }
这里顺便说说队列长度的count,因为有两把锁存在,所以如果还是像ArrayBlockingQueue一样使用基本类型的count的话会同时用到两把锁,这样就会很复杂,因此直接使用原子数据类型AtomicInteger来操作count。
接下来谈谈阻塞的问题,一个BlockingQueue会有两个Condition:notFull和notEmpty,LinkedBlockingQueue会有两把锁,因此这两个Condition肯定是由这两个锁分别创建的,takeLock创建notEmpty,putLock创建notFull。
- /** Lock held by take, poll, etc */
- private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
- /** Wait queue for waiting takes */
- private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
- /** Lock held by put, offer, etc */
- private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
- /** Wait queue for waiting puts */
- private final Condition notFull = putLock.newCondition();
接下来看看put方法:
- public void put(E e) throws InterruptedException {
- if (e == null) throw new NullPointerException();
- // Note: convention in all put/take/etc is to preset local var
- // holding count negative to indicate failure unless set.
- int c = -1;
- Node<E> node = new Node(e);
- final ReentrantLock putLock = this.putLock;
- final AtomicInteger count = this.count;
- putLock.lockInterruptibly();
- try {
- /*
- * Note that count is used in wait guard even though it is
- * not protected by lock. This works because count can
- * only decrease at this point (all other puts are shut
- * out by lock), and we (or some other waiting put) are
- * signalled if it ever changes from capacity. Similarly
- * for all other uses of count in other wait guards.
- */
- while (count.get() == capacity) {
- notFull.await();
- }
- enqueue(node);
- c = count.getAndIncrement();
- if (c + 1 < capacity)
- notFull.signal();
- } finally {
- putLock.unlock();
- }
- if (c == 0)
- signalNotEmpty();
- }
其实大体逻辑和ArrayBlockingQueue差不多,也会需要通知notEmpty条件,因为notEmpty条件属于takeLock,而调用signal方法需要获取Lock,因此put方法也是用到了另外一个锁:takeLock。这里有一点会不同,按照道理来说put方法是不需要通知notFull条件的,是由由拿走元素的操作来通知的,但是notFull条件属于putLock,而拿走元素时,是用了takeLock,因此这里put方法在拥有putLock的情况通知notFull条件,会让其他添加元素的方法避免过长时间的等待。同理对于take方法来说也通知notEmpty条件。
- public E take() throws InterruptedException {
- E x;
- int c = -1;
- final AtomicInteger count = this.count;
- final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
- takeLock.lockInterruptibly();
- try {
- while (count.get() == 0) {
- notEmpty.await();
- }
- x = dequeue();
- c = count.getAndDecrement();
- if (c > 1)
- notEmpty.signal();
- } finally {
- takeLock.unlock();
- }
- if (c == capacity)
- signalNotFull();
- return x;
- }
最后说说remove和contains方法,因为需要操作整个链表,因此需要同时拥有两个锁才能操作。
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