操作系统·Java实现阻塞队列的设计 （本质上是Java实现生产者消费者问题）·Condition条件变量

  • 2020 年 2 月 18 日
  • 筆記

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信号量主要关注进程间通信；条件变量、互斥锁（如Java中的读写锁Rerentlock(可能有误)）主要关注线程间通信，条件变量总和互斥锁一起使用。

生产者消费者问题的描述：请自行百度。

  • 缓冲区 是 临界区，同一时刻只能允许一个生产者put或一个消费者get。
  • 生产环境中应当是非阻塞队列效率更高，一边消费的同时可以一边生产。

Java实现阻塞队列的几种方式

  • 一、采用synchronized锁以及wait notify方法实现
  • 二、采用Lock锁以及await（P）和signal（V）方法实现
    • 使用BlockingQueue可进一步简化代码，不需要编写线程同步资源和唤醒线程的代码。
    • 可以先参考我的有道云的线程同步
  • 三、采用BlockingQueue实现
    • 源码使用重入锁、条件变量来实现。
    • 阻塞队列的使用例子. http://blog.csdn.net/feichenwangyalin/article/details/50913265
    • BlockingQueue也是java.util.concurrent下的主要用来控制线程同步的工具。
    • BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类
      • 1、ArrayBlockingQueue： 大小固定；其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
      • 2、LinkedBlockingQueue：大小不定.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
      • 3、PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序。
      • 4、SynchronousQueue：特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。

互斥锁Rerentlock加条件变量实现BlockQueue

import java.util.LinkedList;  import java.util.concurrent.locks.Condition;  import java.util.concurrent.locks.Lock;  import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;      public class LinkedBlockingQueue<E> {      private final int capacity;        private Lock lock = new ReentrantLock();      private LinkedList<E> queue;//缓冲区      private int count; //缓冲区商品个数      private Condition unfull = lock.newCondition();      private Condition unEmpty = lock.newCondition();        public LinkedBlockingQueue() throws InterruptedException {          this(Integer.MAX_VALUE);      }          public LinkedBlockingQueue(int capacity) throws InterruptedException {          this.capacity = capacity;          queue = new LinkedList<E>();      }          public void put(E e) throws InterruptedException {            try {              while (count == capacity) {                  unfull.await();//阻塞队列已满，一直等待，直到有unfull              }              lock.lock(); //内层互斥夹紧              queue.add(e);              count++;              lock.unlock();              unfull.signal();          } finally {            }      }        public E take() throws InterruptedException {            try {              while (count == 0) {//队列为空，阻塞.一直等待指导有商品（unEmpty）                  unEmpty.await();              }              lock.lock();              E e = queue.pop();              count--;              lock.unlock();              unEmpty.signal();              return e;          } finally {            }      }    }

Java 多线程（五）－ 理解 Condition 和 条件变量. https://www.jianshu.com/p/82bdd60ff816

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