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線程--BlockingQueue

Posted on 2009-12-24 21:59 啥都寫點閱讀(1040) 評論(0) 編輯收藏所屬分類: J2SE

       本例介紹一個特殊的隊列：BlockingQueue，如果BlockingQueue是空的，從BlockingQueue取東西的操作將會被阻斷進入等待狀態，直到BlockingQueue進了東西才會被喚醒，同樣，如果BlockingQueue是滿的，任何試圖往里存東西的操作也會被阻斷進入等待狀態，直到BlockingQueue里有空間時才會被喚醒繼續操作。
       本例再次實現前面介紹的籃子程序，不過這個籃子中最多能放得蘋果數不是1，可以隨意指定。當籃子滿時，生產者進入等待狀態，當籃子空時，消費者等待。

BlockingQueue定義的常用方法如下：

add(anObject)：把anObject加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue可以容納，則返回true，否則拋出異常。

offer(anObject)：表示如果可能的話，將anObject加到BlockingQueue里，即如果BlockingQueue可以容納，則返回true，否則返回false。

put(anObject)：把anObject加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue沒有空間，則調用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里有空間再繼續。

poll(time)：取走BlockingQueue里排在首位的對象，若不能立即取出，則可以等time參數規定的時間，取不到時返回null。

take()：取走BlockingQueue里排在首位的對象，若BlockingQueue為空，阻斷進入等待狀態直到BlockingQueue有新的對象被加入為止。

BlockingQueue有四個具體的實現類，根據不同需求，選擇不同的實現類：

ArrayBlockingQueue：規定大小的BlockingQueue，其構造函數必須帶一個int參數來指明其大小。其所含的對象是以FIFO（先入先出）順序排序的。

LinkedBlockingQueue：大小不定的BlockingQueue，若其構造函數帶一個規定大小的參數，生成的BlockingQueue有大小限制，若不帶大小參數，所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是以FIFO順序排序的。

PriorityBlockingQueue：類似于LinkedBlockingQueue,但其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的自然排序順序或者是構造函數所帶的Comparator決定的順序。

SynchronousQueue：特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成的。

LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比較起來，它們背后所用的數據結構不一樣，導致LinkedBlockingQueue的數據吞吐量要大于ArrayBlockingQueue，但在線程數量很大時其性能的可預見性低于ArrayBlockingQueue。

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

/**

* BlockingQueue是一種特殊的Queue，若BlockingQueue是空的，

* 從BlockingQueue取東西的操作將會被阻斷進入等待狀態直到BlocingkQueue進了新貨才會被喚醒。

* 同樣，如果BlockingQueue是滿的任何試圖往里存東西的操作也會被阻斷進入等待狀態，

* 直到BlockingQueue里有新的空間才會被喚醒繼續操作。

* BlockingQueue提供的方法主要有：

* add(anObject): 把anObject加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue可以容納返回true，否則拋出IllegalStateException異常。

* offer(anObject)：把anObject加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue可以容納返回true，否則返回false。

* put(anObject)：把anObject加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue沒有空間，調用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里有新的空間再繼續。

* poll(time)：取出BlockingQueue里排在首位的對象，若不能立即取出可等time參數規定的時間。取不到時返回null。

* take()：取出BlockingQueue里排在首位的對象，若BlockingQueue為空，阻斷進入等待狀態直到BlockingQueue有新的對象被加入為止。

* 根據不同的需要BlockingQueue有4種具體實現：

* （1）ArrayBlockingQueue：規定大小的BlockingQueue，其構造函數必須帶一個int參數來指明其大小。其所含的對象是以FIFO（先入先出）順序排序的。

* （2）LinkedBlockingQueue：大小不定的BlockingQueue，若其構造函數帶一個規定大小的參數，生成的BlockingQueue有大小限制，

* 若不帶大小參數，所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是以FIFO（先入先出）順序排序的。

* LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比較起來，它們背后所用的數據結構不一樣，

* 導致LinkedBlockingQueue的數據吞吐量要大于ArrayBlockingQueue，但在線程數量很大時其性能的可預見性低于ArrayBlockingQueue。

* （3）PriorityBlockingQueue：類似于LinkedBlockingQueue，但其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的自然排序順序或者是構造函數所帶的Comparator決定的順序。

* （4）SynchronousQueue：特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成的。

* 下面是用BlockingQueue來實現Producer和Consumer的例子

public class BlockingQueueTest {

/**

* 定義裝蘋果的籃子

public static class Basket{

// 籃子，能夠容納3個蘋果

BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);

// 生產蘋果，放入籃子

public void produce() throws InterruptedException{

// put方法放入一個蘋果，若basket滿了，等到basket有位置

basket.put("An apple");

}

// 消費蘋果，從籃子中取走

public String consume() throws InterruptedException{

// get方法取出一個蘋果，若basket為空，等到basket有蘋果為止

return basket.take();

}

//　測試方法

public static void testBasket() {

// 建立一個裝蘋果的籃子

final Basket basket = new Basket();

// 定義蘋果生產者

class Producer implements Runnable {

public void run() {

try {

while (true) {

// 生產蘋果

System.out.println("生產者準備生產蘋果："

+ System.currentTimeMillis());

basket.produce();

System.out.println("生產者生產蘋果完畢："

+ System.currentTimeMillis());

// 休眠300ms

Thread.sleep(300);

}

} catch (InterruptedException ex) {

}

// 定義蘋果消費者

class Consumer implements Runnable {

public void run() {

try {

while (true) {

// 消費蘋果

System.out.println("消費者準備消費蘋果："

+ System.currentTimeMillis());

basket.consume();

System.out.println("消費者消費蘋果完畢："

+ System.currentTimeMillis());

// 休眠1000ms

Thread.sleep(1000);

}

} catch (InterruptedException ex) {

}

ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

Producer producer = new Producer();

Consumer consumer = new Consumer();

service.submit(producer);

service.submit(consumer);

// 程序運行5s后，所有任務停止

try {

Thread.sleep(5000);

} catch (InterruptedException e) {

}

service.shutdownNow();

}

public static void main(String[] args) {

BlockingQueueTest.testBasket();

}

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