Java 併發基礎知識 LinkedBlockingQueue 完整分析!

Mondo 科技 更新 2024-02-11

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J**A 併發基礎知識:LinkedBlockingDeque 完整分析! - 程式設計師古德linkedblockingqueue類是具有鍊表結構的高效執行緒安全佇列,具有出色的併發效能、靈活的阻塞和非阻塞操作,以及與生產者和消費者模式一起工作的能力linkedblockingqueue它還具有高度的可擴充套件性,可以有效地管理多執行緒環境中的資料共享,這是提高程式併發效能和穩定性的關鍵元件。

如果有乙個**購物平台,這個平台需要處理大量的訂單,每當使用者下單時,系統都需要將訂單資訊傳遞給後台處理者進行進一步處理,比如庫存管理、支付處理、物流配送等,但是,由於使用者數量龐大,訂單量也非常大, 如果直接讓處理程式立即處理每個訂單,則系統可能會崩潰,因為它無法處理。

這是並且可以使用的linkedblockingqueue要解決這個問題,你可以把linkedblockingqueue想象一下,乙個排隊等候區,每當使用者下單時,訂單資訊都會被放到這個排隊等候區,後端處理人員就可以從這個排隊等候區取出訂單進行處理linkedblockingqueue它是乙個執行緒安全佇列,因此可以保證在多執行緒環境中,訂單資訊不會重複或丟失。

此外linkedblockingqueue另乙個有用的功能是它可以在插入元素時設定等待時間,因此如果等待區域已滿(達到最大容量),則需要等待新訂單資訊,直到有空間放置它,通過設定等待時間,可以控制新訂單資訊需要等待多長時間, 如果沒有超出此時間的空間,則可以丟擲異常或進行其他處理。

linkedblockingqueue主要用於解決多執行緒間資料共享和傳輸的問題,尤其在生產者-消費者場景中。 這是乙個執行緒安全阻塞佇列,它實現了blockingqueue介面,並且基於鍊表資料結構。

linkedblockingqueue它通常用於解決以下問題:

執行緒安全資料共享:在多執行緒環境中,當多個執行緒需要訪問和修改共享資料時,可能會出現資料不一致的情況linkedblockingqueue通過內部鎖定機制和其他同步措施,確保併發情況下的資料完整性和一致性。 生產者-消費者問題:這是併發程式設計中的乙個經典問題,生產者生成資料並放入緩衝區,消費者將資料從緩衝區中取出,如果緩衝區已滿,生產者需要等待; 如果緩衝區為空,則使用者需要等待linkedblockingqueue提供阻止put()take()方法,它允許生產者和消費者在佇列已滿或空時自動阻止等待,從而簡化程式設計複雜性。 流控制:在高併發系統中,如果後端處理速度跟不上前端生成資料的速度,可能會導致系統崩潰。linkedblockingqueue,可以設定有限的佇列容量,當佇列已滿時,生產者被阻塞,從而實現對流的控制。 解耦linkedblockingqueue它還可用於解耦生產者和消費者之間的直接依賴關係,生產者只需要對資料進行排隊,而不關心消費者何時或如何消費資料; 同樣,消費者只需要將資料處理從佇列中取出,而不需要關心資料是由誰或如何產生的。 這種解耦有助於提高系統的可維護性和可擴充套件性。 使用如下linkedblockingqueue該類模擬生產者-消費者場景,在該場景中,生產者生成整數並將它們放入佇列中,而使用者從佇列中獲取整數並對其進行處理,如下所示:

import j**a.util.concurrent.blockingqueue; 

import j**a.util.concurrent.linkedblockingqueue;

生成資料並將其放入佇列的生產者類

class producer implements runnable

override

public void run()

catch (interruptedexception e)

使用者類,用於從佇列中獲取資料並對其進行處理

class consumer implements runnable

override

public void run()

catch (interruptedexception e)

主類,用於演示生產者和使用者的使用

public class linkedblockingqueuedemo catch (interruptedexception e)

system.out.println("該過程已完成");

在上面,定義了乙個生產者類producer和消費者類consumer,他們都成真了runnable介面,因此它可以作為執行緒執行,而生產者就在其中run在迴圈中生成整數並傳遞的方法queue.put(item)方法將它們放在使用者所在的佇列中run傳遞的方法queue.take()方法從佇列中獲取整數並處理它們(如果隊列為空)take()該方法會阻塞,直到佇列中有乙個元素可用。

main方法,建立容量為 10linkedblockingqueue例項,並分別啟動乙個生產者執行緒和乙個消費者執行緒,程式等待這兩個執行緒的執行完成並輸出“程式執行完成”。

linkedblockingqueue是的,它實現了blockingqueue介面是乙個基於鍊表的執行緒安全阻塞佇列,如下所示linkedblockingqueue類中一些主要方法的含義:

構造 函式linkedblockingqueue():建立乙個具有預設容量(整數..)最大值)。linkedblockingqueuelinkedblockingqueue(int capacity):建立乙個具有指定容量的容量linkedblockingqueue。新增元素add(e e):將指定的元素插入到此佇列中(如果它立即可行且不違反容量限制),並在成功時返回true,如果當前沒有可用空間,則將其丟擲illegalstateexceptionoffer(e e):將指定的元素插入到此佇列中(如果它立即可行且不違反容量限制),並在成功時返回true如果當前沒有可用空間,則返回falseput(e e) throws interruptedexception:將指定的元素插入到此佇列中,並等待必要的空間可用; 如果空間不可用,請等待空間可用或執行緒中斷。 offer(e e, long timeout, timeunit unit):將指定的元素插入到此佇列中,等待指定的時間以允許其他執行緒插入或刪除該元素,或直到執行緒中斷。 刪除元素remove():刪除並返回此佇列的頭部,如果此隊列為空,則引發nosuchelementexceptionpoll():刪除並返回此佇列的頭部,如果隊列為空,則返回nulltake() throws interruptedexception:刪除並返回到此佇列的頭部,等待(如有必要)直到元素可用或執行緒中斷。 poll(long timeout, timeunit unit):刪除並返回到此佇列的頭部,等待指定的時間量以允許其他執行緒插入元素,或者直到此執行緒中斷或超時。 檢查元素element():檢索但不刪除此佇列的頭部,如果此隊列為空,則丟擲它nosuchelementexceptionpeek():檢索但不刪除此佇列的頭部,如果隊列為空,則返回null。其他有用的方法size():返回佇列中的元素數。 該方法的準確性可能會受到併發修改的影響,因此它主要用於監視而不是同步控制。 remainingcapacity():返回此佇列理想情況下(沒有記憶體和資源限制)可接受的額外元素數。 clear():從佇列中刪除所有元素。 contains(object o):檢查佇列中是否包含指定的元素。 drainto(collection c)drainto(collection c, int maxelements):從佇列中刪除元素並將其新增到指定的集合中,直到隊列為空或刪除指定數量的元素。 iterator():返回佇列中元素的迭代器。 請注意,迭代器的remove()該方法刪除佇列中的元素,但不會自動調整佇列的容量。 toarray():返回包含佇列中所有元素的陣列。

J**A 併發基礎知識:LinkedBlockingDeque 完整分析! - 程式設計師古德linkedblockingqueue實現blockingqueue該介面以鍊表結構儲存元素,保證執行緒安全,其優點是具有高效的併發效能和可擴充套件性,適合生產者和消費者模式,可以很好地處理多執行緒之間的資料共享問題,但缺點是當資料量非常大時, 由於鍊表結構的記憶體開銷,可能會占用更多的記憶體,此外,雖然它提供了阻塞和非阻塞操作,但在高併發場景下,執行緒之間的競爭可能會導致效能下降。

跟著我,每天學習網際網絡程式設計技術——程式設計師古德結束!

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