并发Queue
在并发队列上,JDK提供了两套实现,一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列,一个是以BlockingQueue接口为代表的阻塞队列,无论哪种都继承自Queue。
ConcurrentLinkedQueue
是一种适用于高并发场景下的队列,通过无锁的方式,实现了高并发状态下的高性能,通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue。它是一个基于链表的无界线程安全的队列。该队列的元素遵循先进先出的原则,头是最先进入的,尾是最近加入的,该队列不允许Null元素。ConcurrentLinkedQueue重要方法:
- add()和offer()都是加入元素的方法(在ConcurrentLinkedQueue中,这两个方法没有任何区别)。
- poll()和peek()都是取头元素节点,区别在于前者会删除元素,后者不会。
1 | public class UserConcurrentLinkedQueue { |
BlockingQueue接口
- ArrayBlockingQueue:
基于数组的阻塞队列实现,在ArrayBlockingQueue内部,维护了一个定长数组,以便缓存队列中的数据对象,其内部实现读写分离,也就意味着生产和消费不能完全并行,长度是需要定义的,可以指定先进先出或者先进后出,也叫有界队列,在很多场景非常适合使用。 LinkedBlockingQueue:
基于链表的阻塞实现,同ArrayBlockingQueue类似,其内部也维持着一个数据缓冲队列(该队列由一个链表构成),LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据,是因为其内部采用分离锁(读写分离两个锁),从而实现生产者和消费者操作的完全并行运行。它是一个无界队列。SynchronousQueue:
一种没有缓冲的队列,生产者的数据直接会被消费者获取并消费掉。
1 | public class UseQueue { |
1 | public class UseQueue { |
- PriorityBlockingQueue:
基于优先级的阻塞队列(优先级的判断通过构造函数传入的Comparable对象决定,也就是传入队列的对象必须实现Comparable接口),在实现PriorityBlockingQueue时,内部控制线程同步的锁采用的是公平锁,他也是一个无界的队列。 - DelayQueue:
带有延迟时间的Queue,其中的元素只有当其指定的延迟时间到了,才能够从队列中获取该元素。DelayQueue中的元素必须实现DelayQueue接口,DelayQueue是一个没有大小限制的队列,应用场景很多,比如对缓存超时的数据进行移除、任务超时处理、空闲连接的关闭等等。
1 | public class UsePriorityBlockingQueue { |
1 | public class Task implements Comparable<Task>{ |
BlockingQueue接口的重要方法
- offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false(本方法不阻塞当前执行方法的线程)。
- offer(E o,long timeout,TimeUnit unit):可以设定等待时间,如果在指定的时间内,还不能往队列中加入元素,则返回失败。
- put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻塞直到BlockingQueue里面有空间再继续。
- poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,仍取不到时返回null。
- poll(long timeout,TimeUnit unit):从BlockingQueue取出一个对首对象,如果在指定时间内,队列一旦有数据可取,则立即返回队列中的数据。否则直到时间超时还没有数据可取,返回失败。
- take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻塞进入等待状态直到BlockingQueue有新的元素加入。
- drainTo():一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象(还可以指定获取数据的个数),通过该方法,可提升获取数据的效率,不需要分批加锁或释放锁。
Deque双端队列
Deque允许在队列的头部和尾部进行出兑和入队操作。LinkedBlockingDeque是一个线程安全的双端队列,可以说他是最为复杂的一种队列,在内部实现维护了前端和后端节点,但是其没有实现读写分离,因此同一时间只能有一个线程对其操作。在高并发中性能远低于其他BlockingQueue。更低于ConcurrentLinkedQueue,在JDK早期有一个非线程安全的Deque就是ArrayDeque了,java6里添加了LinkedBlockingDeque来弥补多线程场景下线程安全的问题。