《java.util.concurrent 包源碼閱讀》06 ArrayBlockingQueue

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對於BlockingQueue的具體實現，主要關注的有兩點：安全執行緒的實現和阻塞操作的實現。所以分析ArrayBlockingQueue也是基於這兩點。

對於安全執行緒來說，所有的添加元素的方法和拿走元素的方法都會涉及到，我們通過分析offer方法和poll()方法就能看出安全執行緒是如何?的。

首先來看offer方法

    public boolean offer(E e) {        checkNotNull(e);        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            if (count == items.length)                return false;            else {                insert(e);                return true;            }        } finally {            lock.unlock();        }    }

通過代碼可以看出是通過採用Lock的方式來擷取鎖，然後再進行插入操作，最後再釋放鎖。

因此對於poll方法來說實現的方法肯定也是大同小異

    public E poll() {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            return (count == 0) ? null : extract();        } finally {            lock.unlock();        }    }

說過了安全執行緒的實現，接下來說說阻塞是如何?的。如果各位知道Object的wait/notify的話就很好理解了。這裡涉及到一個介面叫java.util.concurrent.locks.Condition。

Condition擁有類似的操作：await/signal。Condition和一個Lock相關，由Lock的newCondition來建立。只有當前線程擷取了這把鎖，才能調用Condition的await方法來等待通知，否則會拋出異常。

下面來看看put方法就會明白如何使用一個Condition了

notFull =  lock.newCondition();

    public void put(E e) throws InterruptedException {        checkNotNull(e);        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lockInterruptibly();        try {            while (count == items.length)                notFull.await();            insert(e);        } finally {            lock.unlock();        }    }

實現阻塞的關鍵就是就是這個notFull的Condition，當隊列已滿，await方法會阻塞當前線程，並且釋放Lock，等待其他線程調用notFull的signal來喚醒這個阻塞的線程。那麼這個操作必然會在拿走元素的操作中出現，這樣一旦有元素被拿走，阻塞的線程就會被喚醒。

這裡有個問題，發出signal的線程肯定擁有這把鎖的，因此await方法所在的線程肯定是拿不到這把鎖的，await方法不能立刻返回，需要嘗試擷取鎖直到擁有了鎖才可以從await方法中返回。

這就是阻塞的實現原理，也是所謂的線程同步。

同樣對於take方法會有一個notEmpty的Condition。

    public E take() throws InterruptedException {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lockInterruptibly();        try {            while (count == 0)                notEmpty.await();            return extract();        } finally {            lock.unlock();        }    }

需要注意的是這裡返回隊列長度的時候也是需要鎖的

    public E take() throws InterruptedException {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lockInterruptibly();        try {            while (count == 0)                notEmpty.await();            return extract();        } finally {            lock.unlock();        }    }

ArrayBlockingQueue的實現相對簡單，只需要一把鎖就可以搞定，下一篇關於LinkedBlockingQueue則會複雜不少，需要用到兩把鎖。