Java 并发基础知识 LinkedBlockingQueue 完整分析!

小夏 科技 更新 2024-02-11

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J**A 并发基础知识:LinkedBlockingDeque 完整分析! - 程序员古德linkedblockingqueue类是具有链表结构的高效线程安全队列,具有出色的并发性能、灵活的阻塞和非阻塞操作,以及与生产者和消费者模式一起工作的能力linkedblockingqueue它还具有高度的可扩展性,可以有效地管理多线程环境中的数据共享,这是提高程序并发性能和稳定性的关键组件。

如果有一个**购物平台,这个平台需要处理大量的订单,每当用户下单时,系统都需要将订单信息传递给后台处理者进行进一步处理,比如库存管理、支付处理、物流配送等,但是,由于用户数量庞大,订单量也非常大, 如果直接让处理程序立即处理每个订单,则系统可能会崩溃,因为它无法处理。

这是并且可以使用的linkedblockingqueue要解决这个问题,你可以把linkedblockingqueue想象一下,一个排队等候区,每当用户下单时,订单信息都会被放到这个排队等候区,后端处理人员就可以从这个排队等候区取出订单进行处理linkedblockingqueue它是一个线程安全队列,因此可以保证在多线程环境中,订单信息不会重复或丢失。

此外linkedblockingqueue另一个有用的功能是它可以在插入元素时设置等待时间,因此如果等待区域已满(达到最大容量),则需要等待新订单信息,直到有空间放置它,通过设置等待时间,可以控制新订单信息需要等待多长时间, 如果没有超出此时间的空间,则可以抛出异常或进行其他处理。

linkedblockingqueue主要用于解决多线程间数据共享和传输的问题,尤其在生产者-消费者场景中。 这是一个线程安全阻塞队列,它实现了blockingqueue接口,并且基于链表数据结构。

linkedblockingqueue它通常用于解决以下问题:

线程安全数据共享:在多线程环境中,当多个线程需要访问和修改共享数据时,可能会出现数据不一致的情况linkedblockingqueue通过内部锁定机制和其他同步措施,确保并发情况下的数据完整性和一致性。 生产者-消费者问题:这是并发编程中的一个经典问题,生产者生成数据并放入缓冲区,消费者将数据从缓冲区中取出,如果缓冲区已满,生产者需要等待; 如果缓冲区为空,则使用者需要等待linkedblockingqueue提供阻止put()take()方法,它允许生产者和消费者在队列已满或空时自动阻止等待,从而简化编程复杂性。 流控制:在高并发系统中,如果后端处理速度跟不上前端生成数据的速度,可能会导致系统崩溃。linkedblockingqueue,可以设置有限的队列容量,当队列已满时,生产者被阻塞,从而实现对流的控制。 解耦linkedblockingqueue它还可用于解耦生产者和消费者之间的直接依赖关系,生产者只需要对数据进行排队,而不关心消费者何时或如何消费数据; 同样,消费者只需要将数据处理从队列中取出,而不需要关心数据是由谁或如何产生的。 这种解耦有助于提高系统的可维护性和可扩展性。 使用如下linkedblockingqueue该类模拟生产者-消费者场景,在该场景中,生产者生成整数并将它们放入队列中,而使用者从队列中获取整数并对其进行处理,如下所示:

import j**a.util.concurrent.blockingqueue; 

import j**a.util.concurrent.linkedblockingqueue;

生成数据并将其放入队列的生产者类

class producer implements runnable

override

public void run()

catch (interruptedexception e)

使用者类,用于从队列中获取数据并对其进行处理

class consumer implements runnable

override

public void run()

catch (interruptedexception e)

主类,用于演示生产者和使用者的使用

public class linkedblockingqueuedemo catch (interruptedexception e)

system.out.println("该过程已完成");

在上面,定义了一个生产者类producer和消费者类consumer,他们都成真了runnable接口,因此它可以作为线程运行,而生产者就在其中run在循环中生成整数并传递的方法queue.put(item)方法将它们放在使用者所在的队列中run传递的方法queue.take()方法从队列中获取整数并处理它们(如果队列为空)take()该方法会阻塞,直到队列中有一个元素可用。

main方法,创建容量为 10linkedblockingqueue实例,并分别启动一个生产者线程和一个消费者线程,程序等待这两个线程的执行完成并输出“程序执行完成”。

linkedblockingqueue是的,它实现了blockingqueue接口是一个基于链表的线程安全阻塞队列,如下所示linkedblockingqueue类中一些主要方法的含义:

构造 函数linkedblockingqueue():创建一个具有默认容量(整数..)最大值)。linkedblockingqueuelinkedblockingqueue(int capacity):创建一个具有指定容量的容量linkedblockingqueue。添加元素add(e e):将指定的元素插入到此队列中(如果它立即可行且不违反容量限制),并在成功时返回true,如果当前没有可用空间,则将其抛出illegalstateexceptionoffer(e e):将指定的元素插入到此队列中(如果它立即可行且不违反容量限制),并在成功时返回true如果当前没有可用空间,则返回falseput(e e) throws interruptedexception:将指定的元素插入到此队列中,并等待必要的空间可用; 如果空间不可用,请等待空间可用或线程中断。 offer(e e, long timeout, timeunit unit):将指定的元素插入到此队列中,等待指定的时间以允许其他线程插入或删除该元素,或直到线程中断。 删除元素remove():删除并返回此队列的头部,如果此队列为空,则引发nosuchelementexceptionpoll():删除并返回此队列的头部,如果队列为空,则返回nulltake() throws interruptedexception:删除并返回到此队列的头部,等待(如有必要)直到元素可用或线程中断。 poll(long timeout, timeunit unit):删除并返回到此队列的头部,等待指定的时间量以允许其他线程插入元素,或者直到此线程中断或超时。 检查元素element():检索但不删除此队列的头部,如果此队列为空,则抛出它nosuchelementexceptionpeek():检索但不删除此队列的头部,如果队列为空,则返回null。其他有用的方法size():返回队列中的元素数。 该方法的准确性可能会受到并发修改的影响,因此它主要用于监视而不是同步控制。 remainingcapacity():返回此队列理想情况下(没有内存和资源限制)可接受的额外元素数。 clear():从队列中删除所有元素。 contains(object o):检查队列中是否包含指定的元素。 drainto(collection c)drainto(collection c, int maxelements):从队列中删除元素并将其添加到指定的集合中,直到队列为空或删除指定数量的元素。 iterator():返回队列中元素的迭代器。 请注意,迭代器的remove()该方法删除队列中的元素,但不会自动调整队列的容量。 toarray():返回包含队列中所有元素的数组。

J**A 并发基础知识:LinkedBlockingDeque 完整分析! - 程序员古德linkedblockingqueue实现blockingqueue该接口以链表结构存储元素,保证线程安全,其优点是具有高效的并发性能和可扩展性,适合生产者和消费者模式,可以很好地处理多线程之间的数据共享问题,但缺点是当数据量非常大时, 由于链表结构的内存开销,可能会占用更多的内存,此外,虽然它提供了阻塞和非阻塞操作,但在高并发场景下,线程之间的竞争可能会导致性能下降。

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