从源码角度看Java并发工具库：ArrayBlockingQueue

原创左手的ㄟ右手 2024-11-12 07:36 4阅读 0赞

`ArrayBlockingQueue` 是 Java并发包 `java.util.concurrent` 中的一个线程安全的有界阻塞队列。它基于数组实现，遵循先进先出（FIFO）原则。以下是从源码角度对 `ArrayBlockingQueue` 的一些关键点分析：

1. **基本结构**：
- `ArrayBlockingQueue`内部使用一个定长的数组 `final Object[] items`来存储元素。
-有两个整型变量 `head` 和 `tail` 分别表示队列的头部和尾部索引，它们都是循环的。

2. **构造方法**：
- `ArrayBlockingQueue` 提供了多种构造方法，可以指定容量、初始元素集合等。
-还可以指定公平性（fairness），公平性为 `true`时，线程会按照请求的顺序来访问队列。

3. **锁和条件变量**：
- `ArrayBlockingQueue` 使用 `ReentrantLock`来保证线程安全。
- 使用两个 `Condition` 对象 `notEmpty` 和 `notFull` 分别表示队列非空和非满的条件。

4. **入队操作（offer）**：
-入队操作首先尝试获取锁。
-检查队列是否已满，如果满了，根据公平性选择等待或直接返回。
- 如果不满，将元素添加到队列尾部，并更新 `tail`索引。
- 如果之前有线程在等待队列非空，会通知一个等待的线程。

5. **出队操作（poll）**：
-出队操作首先尝试获取锁。
-检查队列是否为空，如果为空，根据公平性选择等待或直接返回。
- 如果不为空，移除队列头部的元素，并更新 `head`索引。
- 如果之前有线程在等待队列非满，会通知一个等待的线程。

6. **容量限制**：
- `ArrayBlockingQueue` 是有界队列，一旦创建，其容量不能改变。
-这与 `LinkedBlockingQueue` 不同，后者可以是无界的。

7. **迭代器**：
- `ArrayBlockingQueue` 提供了迭代器，但需要注意，在迭代过程中修改队列可能会导致 `ConcurrentModificationException`。

8. **性能**：
-由于是基于数组实现，`ArrayBlockingQueue` 在大多数情况下性能较好，尤其是在元素数量不是非常大时。
-但是，由于数组的容量限制，当队列容量达到上限时，性能可能会受到影响。

`ArrayBlockingQueue` 是 Java并发编程中一个非常重要的工具类，理解其内部实现机制对于编写高效、线程安全的并发代码非常有帮助。

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