【轉】簡析SynchronousQueue,LinkedBlockingQueue,ArrayBlockingQueue,linkedblockingqueue
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SynchronousQueue
SynchronousQueue是無界的,是一種無緩衝的等待隊列,但是由於該Queue本身的特性,在某次添加元素後必須等待其他線程取走後才能繼續添加;可以認為SynchronousQueue是一個緩衝值為1的阻塞隊列,但是 isEmpty()方法永遠返回是true,remainingCapacity() 方法永遠返回是0,remove()和removeAll() 方法永遠返回是false,iterator()方法永遠返回空,peek()方法永遠返回null。
聲明一個SynchronousQueue有兩種不同的方式,它們之間有著不太一樣的行為。公平模式和非公平模式的區別:如果採用公平模式:SynchronousQueue會採用公平鎖,並配合一個FIFO隊列來阻塞多餘的生產者和消費者,從而體系整體的公平策略;但如果是非公平模式(SynchronousQueue預設):SynchronousQueue採用非公平鎖,同時配合一個LIFO隊列來管理多餘的生產者和消費者,而後一種模式,如果生產者和消費者的處理速度有差距,則很容易出現饑渴的情況,即可能有某些生產者或者是消費者的資料永遠都得不到處理。
LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue是無界的,是一個無界緩衝的等待隊列。
基於鏈表的阻塞隊列,內部維持著一個資料緩衝隊列(該隊列由鏈表構成)。當生產者往隊列中放入一個資料時,隊列會從生產者手中擷取資料,並緩衝在隊列內部,而生產者立即返回;只有當隊列緩衝區達到最大值緩衝容量時(LinkedBlockingQueue可以通過建構函式指定該值),才會阻塞生產者隊列,直到消費者從隊列中消費掉一份資料,生產者線程會被喚醒,反之對於消費者這端的處理也基於同樣的原理。
LinkedBlockingQueue之所以能夠高效的處理並發資料,還因為其對於生產者端和消費者端分別採用了獨立的鎖來控制資料同步,這也意味著在高並發的情況下生產者和消費者可以並行地操作隊列中的資料,以此來提高整個隊列的並發效能。
ArrayListBlockingQueue
ArrayListBlockingQueue是有界的,是一個有界緩衝的等待隊列。
基於數組的阻塞隊列,同LinkedBlockingQueue類似,內部維持著一個定長資料緩衝隊列(該隊列由數組構成)。ArrayBlockingQueue內部還儲存著兩個整形變數,分別標識著隊列的頭部和尾部在數組中的位置。
ArrayBlockingQueue在生產者放入資料和消費者擷取資料,都是共用同一個鎖對象,由此也意味著兩者無法真正並行運行,這點尤其不同於LinkedBlockingQueue;按照實現原理來分析,ArrayBlockingQueue完全可以採用分離鎖,從而實現生產者和消費者操作的完全並行運行。Doug Lea之所以沒這樣去做,也許是因為ArrayBlockingQueue的資料寫入和擷取操作已經足夠輕巧,以至於引入獨立的鎖機制,除了給代碼帶來額外的複雜性外,其在效能上完全占不到任何便宜。 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue間還有一個明顯的不同之處在於,前者在插入或刪除元素時不會產生或銷毀任何額外的對象執行個體,而後者則會產生一個額外的Node對象。這在長時間內需要高效並發地處理大批量資料的系統中,其對於GC的影響還是存在一定的區別。
ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue是兩個最普通、最常用的阻塞隊列,一般情況下,處理多線程間的生產者消費者問題,使用這兩個類足以。