Java并发编程系列-(5) Java并发容器 (11)

首先,写入操作使用锁,主要是为了控制写写的情况。接着进行新数组的复制,将新的元素加入newElements,最后使用新的数组替换老的数组,修改就完成了。整个过程不会影响读取,并且修改完成以后,读取线程可以“觉察”到这个修改,因为array是volatile类型,保证了可见性。

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */ private transient volatile Object[] array;

容器的适用场景:适用读多写少的并发场景,常见应用:白名单/黑名单,商品类目的访问和更新场景。但是由于会复制旧的数组,所有可能存在内存占用问题。

5.7 CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet基于CopyOnWriteArrayList实现,为了保证数据的唯一性,在往其中加入数据时,会check当前数组中是否存在该元素,如果不存在,则加入到当前数组。

/** * Appends the element, if not present. * * @param e element to be added to this list, if absent * @return {@code true} if the element was added */ public boolean addIfAbsent(E e) { Object[] snapshot = getArray(); return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false : addIfAbsent(e, snapshot); } 5.8 阻塞队列 定义与常用操作

阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是:

在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。

当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。

阻塞队列提供了四种处理方法:

方法\处理方式 抛出异常 返回特殊值 一直阻塞 超时退出
插入方法   add(e)   offer(e)   put(e)   offer(e,time,unit)  
移除方法   remove()   poll()   take()   poll(time,unit)  
检查方法   element()   peek()   不可用   不可用  

抛出异常:是指当阻塞队列满时候,再往队列里插入元素,会抛出 IllegalStateException("Queue full") 异常。当队列为空时,从队列里获取元素时会抛出 NoSuchElementException 异常 。

返回特殊值:插入方法会返回是否成功,成功则返回 true。移除方法,则是从队列里拿出一个元素,如果没有则返回 null

一直阻塞:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里 put 元素,队列会一直阻塞生产者线程,直到拿到数据,或者响应中断退出。当队列空时,消费者线程试图从队列里 take 元素,队列也会阻塞消费者线程,直到队列可用。

超时退出:当阻塞队列满时,队列会阻塞生产者线程一段时间,如果超过一定的时间,生产者线程就会退出。

Java里的阻塞队列

JDK7 提供了 7 个阻塞队列。分别是

ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。

LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。

PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。

DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。

SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。

LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。

LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

1. ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue 是一个用数组实现的有界阻塞队列。此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。默认情况下不保证访问者公平的访问队列,所谓公平访问队列是指阻塞的所有生产者线程或消费者线程,当队列可用时,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞的生产者线程,可以先往队列里插入元素,先阻塞的消费者线程,可以先从队列里获取元素。通常情况下为了保证公平性会降低吞吐量。我们可以使用以下代码创建一个公平的阻塞队列:

2. LinkedBlockingQueue

一个用链表实现的有界阻塞队列。此队列的默认和最大长度为 Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的原则对元素进行排序。

3. PriorityBlockingQueue

一个支持优先级的无界队列。默认情况下元素采取自然顺序排列,也可以通过比较器 comparator 来指定元素的排序规则。元素按照升序排列。

4. DelayQueue

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