JUC ArrayBlockingQueue

java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue 是一个线程安全的、基于数组、有界的、阻塞的、FIFO 队列。试图向已满队列中放入元素会导致操作受阻塞;试图从空队列中提取元素将导致类似阻塞。

此类基于 java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 来实现线程安全,所以提供了 ReentrantLock 所能支持的公平性选择。

属性

队列的操作主要有读、写,所以用了两个 int 类型的属性作为下一个读写位置的的指针。存放元素的数组是 final 修饰的,所以数组的大小是固定的。对于并发控制,是所有的访问都必须加锁,并用两个条件对象用于协调读写操作。

// 队列存放元素的容器
final Object[] items;

// 下一次读取或移除的位置
int takeIndex;

// 存放下一个放入元素的位置
int putIndex;

// 队列里有效元素的数量
int count;


// 所有访问的保护锁
final ReentrantLock lock;

// 等待获取的条件
private final Condition notEmpty;

// 等待放入的条件
private final Condition notFull;

环绕处理

如果指针一直往前增加或一直往后减小,那么总会超出数组的有效索引范围。所以需要进行一些环绕处理。

// 指针前移
final int inc(int i) {
    return (++i == items.length) ? 0 : i;
}

// 指针后移
final int dec(int i) {
    return ((i == 0) ? items.length : i) - 1;
}

注意,上面的处理都是对指针值的直接处理,而不关心是读指针还是写指针,因为是否有可读元素、可写空间的判断是通过对 count 计数来判断的。

这也是 count 的作用,它极大地简化了指针有效性的判断。在下面的 insertextract 方法中根本就不需要对读写指针之间的位置关系进行判断,非常精妙。

通过环绕处理可以把这个数组看成是圆形的缓存。
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