這個小節介紹Queue的最后一個工具,也是最強大的一個工具。從名稱上就可以看到此工具的特點:雙向并發阻塞隊列。所謂雙向是指可以從隊列的頭和尾同時操作,并發只是線程安全的實現,阻塞允許在入隊出隊不滿足條件時掛起線程,這里說的隊列是指支持FIFO/FILO實現的鏈表。
首先看下LinkedBlockingDeque的數據結構。通常情況下從數據結構上就能看出這種實現的優缺點,這樣就知道如何更好的使用工具了。
從數據結構和功能需求上可以得到以下結論:
- 要想支持阻塞功能,隊列的容量一定是固定的,否則無法在入隊的時候掛起線程。也就是capacity是final類型的。
- 既然是雙向鏈表,每一個結點就需要前后兩個引用,這樣才能將所有元素串聯起來,支持雙向遍歷。也即需要prev/next兩個引用。
- 雙向鏈表需要頭尾同時操作,所以需要first/last兩個節點,當然可以參考LinkedList那樣采用一個節點的雙向來完成,那樣實現起來就稍微麻煩點。
- 既然要支持阻塞功能,就需要鎖和條件變量來掛起線程。這里使用一個鎖兩個條件變量來完成此功能。
有了上面的結論再來研究LinkedBlockingDeque的優缺點。
優點當然是功能足夠強大,同時由于采用一個獨占鎖,因此實現起來也比較簡單。所有對隊列的操作都加鎖就可以完成。同時獨占鎖也能夠很好的支持雙向阻塞的特性。
凡事有利必有弊。缺點就是由于獨占鎖,所以不能同時進行兩個操作,這樣性能上就大打折扣。從性能的角度講LinkedBlockingDeque要比LinkedBlockingQueue要低很多,比CocurrentLinkedQueue就低更多了,這在高并發情況下就比較明顯了。
前面分析足夠多的Queue實現后,LinkedBlockingDeque的原理和實現就不值得一提了,無非是在獨占鎖下對一個鏈表的普通操作。
有趣的是此類支持序列化,但是Node并不支持序列化,因此fist/last就不能序列化,那么如何完成序列化/反序列化過程呢?
清單1 LinkedBlockingDeque的序列化、反序列化
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
lock.lock();
try {
// Write out capacity and any hidden stuff
s.defaultWriteObject();
// Write out all elements in the proper order.
for (Node<E> p = first; p != null; p = p.next)
s.writeObject(p.item);
// Use trailing null as sentinel
s.writeObject(null);
} finally {
lock.unlock();
}
}
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
count = 0;
first = null;
last = null;
// Read in all elements and place in queue
for (;;) {
E item = (E)s.readObject();
if (item == null)
break;
add(item);
}
}
清單1 描述的是LinkedBlockingDeque序列化/反序列化的過程。序列化時將真正的元素寫入輸出流,最后還寫入了一個null。讀取的時候將所有對象列表讀出來,如果讀取到一個null就表示結束。這就是為什么寫入的時候寫入一個null的原因,因為沒有將count寫入流,所以就靠null來表示結束,省一個整數空間。
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