Java 并发基础知识 PriorityBlockingQueue 已完全解决!

小夏 科技 更新 2024-02-14

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J**A 并发基础知识:PriorityBlockingQueue 已完全解析! - 程序员古德priorityblockingqueue同时,作为blockingqueue接口的实现,它提供了线程安全队列操作,适用于多线程环境下的任务调度和资源管理,简洁而强大的API使开发者可以轻松处理复杂的并发场景。

priorityblockingqueue实现线程安全优先级队列,其中元素根据其自然顺序排序(如果已实现)comparableinterface) 或队列构造函数comparator进行排序。

例如,有一个打印服务,用户可以在其中提交打印作业,每个任务都有一个优先级,高优先级任务(如紧急文档)的处理速度应该比低优先级任务(如每日报告)快。

在此方案中,priorityblockingqueue它可用于存储和管理待处理的打印作业,每当提交新的打印作业时,由于priorityblockingqueue是优先级队列,因此高优先级任务会自动排在队列的顶部。

打印服务中的工作线程可以从队列中拉取任务进行处理,并且由于队列是线程安全的,因此多个工作线程可以安全地同时从队列中拉取任务,并且由于队列根据优先级对任务进行排序,因此工作线程始终首先处理优先级最高的任务。

priorityblockingqueue主要解决以下类似场景的问题:

并发访问:在多线程环境中,priorityblockingqueue提供安全的并发访问机制,多个线程可以同时向队列添加或检索元素,而不必担心数据不一致或损坏。 优先次序:队列中的元素要么传递给比较器(根据它们的自然排序顺序,要么传递给队列构造函数comparator),这样可以确保在处理任务或消息时首先处理优先级最高的项目。资源配置:在资源有限的情况下,priorityblockingqueue可以帮助确定哪些任务或请求应该首先获取资源,并且通过为不同的任务设置不同的优先级,系统可以确定更重要任务的优先级。 任务调度:在任务调度系统中,priorityblockingqueue可用于管理待处理任务,工作人员可以从队列中检索和执行优先级最高的任务,从而确保任务按优先级顺序执行。 缓冲和流量控制:在高负载的情况下priorityblockingqueue它可以用作缓冲区来存储待处理的项目并通过其阻塞属性控制流量,当队列已满时,尝试添加元素的线程将被阻塞,直到队列中有可用空间; 同样,当队列为空时,尝试检索元素的线程将被阻止,直到元素可用。 延迟执行:虽然priorityblockingqueue延迟执行本身并不直接支持,但可以通过结合使用优先级和自定义比较器来实现类似的效果,例如,通过使任务的执行时间成为优先级的一部分,并确保在执行时间之前不会检索到任务。 下面是一个如何使用它的简单示例priorityblockingqueue在本例中,class 会为存储和检索创建一个优先级阻塞队列task对象,根据其优先级排序,客户端将任务添加到队列中,并从队列中检索和处理优先级最高的任务,如下所示:

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

Task 类,它实现了 COMPATIBLE 接口,以便能够根据优先级进行排序

class task implements comparable

public int getpriority()

public string getdescription()

任务按优先级排序,优先级最高的任务排在首位

override

public int compareto(task other)

override

public string tostring() ";

Client**,演示如何使用 PriorityBlockingQueue

public class priorityblockingqueueexample

在上面的**中,创建一个priorityblockingqueue例如,将四个具有不同优先级的任务添加到其中,然后使用循环从队列中检索任务并进行处理,直到队列为空为空priorityblockingqueue是一个优先级队列,因此当从队列中检索任务时,优先级最高的任务总是首先被取出。

compareto方法、用途integer.compare(other.priority, this.priority)按降序对任务进行排序,以便将优先级值较高的任务视为优先级较高,并放置在队列的顶部,如果要按升序排序,可以简单地交换(即,优先级值较低的任务排在前面)。other.prioritythis.priority位置。

上面的 ** 输出如下所示:

processing task: task 

processing task: task

processing task: task

processing task: task

priorityblockingqueue实现blockingqueue接口并使用优先级堆对元素进行排序,如下所示priorityblockingqueue类中一些常用方法的含义:

一、施工方法

priorityblockingqueue():创建一个具有默认初始容量的容量priorityblockingqueuepriorityblockingqueue(int initialcapacity):创建一个具有指定初始容量的容量priorityblockingqueuepriorityblockingqueue(int initialcapacity, comparator comparator):创建一个具有指定初始容量的元素,并根据指定的比较器对元素进行排序priorityblockingqueue2.插入方式

add(e e):将指定的元素插入此队列,如果成功则返回true(由于队列没有容量限制,因此始终返回该方法。true,除非元素是nulloffer(e e):将指定的元素插入此队列并立即返回。 该方法等效于:add(e e)put(e e) throws interruptedexception:将指定的元素插入到此队列中,等待必要的空间可用,并在当前线程中断时抛出它interruptedexception3.去除方法

remove(object o):删除队列中首次出现的指定元素(如果存在)。 poll():检索并删除此队列的标头,如果队列为空,则返回nulltake() throws interruptedexception:检索并删除此队列的标头,等待元素变为可用,并在当前线程中断时抛出该元素interruptedexception4.检查方法

peek():检索但不删除此队列的标头,如果此队列为空,则返回nullelement() throws nosuchelementexception:检索但不删除此队列的标头,如果此队列为空,则抛出nosuchelementexception5.其他方法

size():返回队列中的元素数。 isempty():如果队列为空,则返回trueclear():从此队列中删除所有元素。 contains(object o):如果队列包含指定的元素,则返回trueremainingcapacity():由于priorityblockingqueue没有容量限制,始终返回此方法integer.max_valuedrainto(collection c):从此队列中删除所有可用元素,并将它们添加到给定集合中。 drainto(collection c, int maxelements):从此队列中删除最多给定数量的可用元素,并将它们添加到给定集合中。 toarray():返回包含队列中所有元素的数组。 iterator():返回对此队列元素进行迭代的迭代器。 请注意,由于存在并发修改的可能性,迭代器的行为一致性较弱。 comparator():返回用于对此队列中的元素进行排序的比较器,或者此队列是否按其自然顺序排序null

J**A 并发基础知识:PriorityBlockingQueue 已完全解析! - 程序员古德priorityblockingqueue类允许开发人员存储元素并根据其自然顺序对它们进行排序comparator排序的优点是可以高效地处理需要优先级调度的任务,保证优先级最高的任务总是先处理,但缺点是,在高并发场景下,线程之间的竞争可能会影响性能,虽然提供了并发安全性,但不能保证迭代时元素的顺序一致性。

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