阻塞队列(六):LinkedBlockingDeque

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 23:36:01

阻塞队列(六):LinkedBlockingDeque

前面的BlockingQueue都是单向的FIFO队列,而LinkedBlockingDeque则是一个由链表组成的双向阻塞队列,双向队列就意味着可以从对头、对尾两端插入和移除元素,同样意味着LinkedBlockingDeque支持FIFO、FILO两种操作方式。

LinkedBlockingDeque是可选容量的,在初始化时可以设置容量防止其过度膨胀,如果不设置,默认容量大小为Integer.MAX_VALUE。

LinkedBlockingDeque

LinkedBlockingDeque 继承AbstractQueue,实现接口BlockingDeque,而BlockingDeque又继承接口BlockingQueue,BlockingDeque是支持两个附加操作的 Queue,这两个操作是:获取元素时等待双端队列变为非空;存储元素时等待双端队列中的空间变得可用。这两类操作就为LinkedBlockingDeque 的双向操作Queue提供了可能。BlockingDeque接口提供了一系列的以First和Last结尾的方法,如addFirst、addLast、peekFirst、peekLast。

public class LinkedBlockingDeque<E>     extends AbstractQueue<E>     implements BlockingDeque<E>, java.io.Serializable {      // 双向链表的表头     transient Node<E> first;      // 双向链表的表尾     transient Node<E> last;      // 大小,双向链表中当前节点个数     private transient int count;      // 容量,在创建LinkedBlockingDeque时指定的     private final int capacity;      final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();      private final Condition notEmpty = lock.newCondition();      private final Condition notFull = lock.newCondition();  } 

通过上面的Lock可以看出,LinkedBlockingDeque底层实现机制与LinkedBlockingQueue一样,依然是通过互斥锁ReentrantLock 来实现,notEmpty 、notFull 两个Condition做协调生产者、消费者问题。

与其他BlockingQueue一样,节点还是使用内部类Node:

static final class Node<E> {     E item;      Node<E> prev;      Node<E> next;      Node(E x) {         item = x;     } } 

双向嘛,节点肯定得要有前驱prev、后继next咯。

基础方法

LinkedBlockingDeque 的add、put、offer、take、peek、poll系列方法都是通过调用XXXFirst,XXXLast方法。所以这里就仅以putFirst、putLast、pollFirst、pollLast分析下。

putFirst

putFirst(E e) :将指定的元素插入此双端队列的开头,必要时将一直等待可用空间。

public void putFirst(E e) throws InterruptedException {     // check null     if (e == null) throw new NullPointerException();     Node<E> node = new Node<E>(e);     // 获取锁     final ReentrantLock lock = this.lock;     lock.lock();     try {         while (!linkFirst(node))             // 在notFull条件上等待,直到被唤醒或中断             notFull.await();     } finally {         // 释放锁         lock.unlock();     } } 

先获取锁,然后调用linkFirst方法入列,最后释放锁。如果队列是满的则在notFull上面等待。linkFirst设置Node为对头:

private boolean linkFirst(Node<E> node) {     // 超出容量     if (count >= capacity)         return false;      // 首节点     Node<E> f = first;     // 新节点的next指向原first     node.next = f;     // 设置node为新的first     first = node;      // 没有尾节点,设置node为尾节点     if (last == null)         last = node;     // 有尾节点,那就将之前first的pre指向新增node     else         f.prev = node;     ++count;     // 唤醒notEmpty     notEmpty.signal();     return true; } 

linkFirst主要是设置node节点队列的列头节点,成功返回true,如果队列满了返回false。整个过程还是比较简单的。

putLast

putLast(E e) :将指定的元素插入此双端队列的末尾,必要时将一直等待可用空间。

public void putLast(E e) throws InterruptedException {     if (e == null) throw new NullPointerException();     Node<E> node = new Node<E>(e);     final ReentrantLock lock = this.lock;     lock.lock();     try {         while (!linkLast(node))             notFull.await();     } finally {         lock.unlock();     } } 

调用linkLast将节点Node链接到队列尾部:

private boolean linkLast(Node<E> node) {     if (count >= capacity)         return false;     // 尾节点     Node<E> l = last;      // 将Node的前驱指向原本的last     node.prev = l;      // 将node设置为last     last = node;     // 首节点为null,则设置node为first     if (first == null)         first = node;     else     //非null,说明之前的last有值,就将之前的last的next指向node         l.next = node;     ++count;     notEmpty.signal();     return true; } 

pollFirst

pollFirst():获取并移除此双端队列的第一个元素;如果此双端队列为空,则返回 null。

public E pollFirst() {     final ReentrantLock lock = this.lock;     lock.lock();     try {         return unlinkFirst();     } finally {         lock.unlock();     } } 

调用unlinkFirst移除队列首元素:

private E unlinkFirst() {     // 首节点     Node<E> f = first;      // 空队列,直接返回null     if (f == null)         return null;      // first.next     Node<E> n = f.next;      // 节点item     E item = f.item;      // 移除掉first ==> first = first.next     f.item = null;     f.next = f; // help GC     first = n;      // 移除后为空队列,仅有一个节点     if (n == null)         last = null;     else     // n的pre原来指向之前的first,现在n变为first了,pre指向null         n.prev = null;     --count;     notFull.signal();     return item; } 

pollLast

pollLast():获取并移除此双端队列的最后一个元素;如果此双端队列为空,则返回 null。

public E pollLast() {     final ReentrantLock lock = this.lock;     lock.lock();     try {         return unlinkLast();     } finally {         lock.unlock();     } } 

调用unlinkLast移除尾结点,链表空返回null :

private E unlinkLast() {     // assert lock.isHeldByCurrentThread();     Node<E> l = last;     if (l == null)         return null;     Node<E> p = l.prev;     E item = l.item;     l.item = null;     l.prev = l; // help GC     last = p;     if (p == null)         first = null;     else         p.next = null;     --count;     notFull.signal();     return item; } 

LinkedBlockingDeque大部分方法都是通过linkFirst、linkLast、unlinkFirst、unlinkLast这四个方法来实现的,因为是双向队列,所以他们都是针对first、last的操作,看懂这个整个LinkedBlockingDeque就不难了。

掌握了双向队列的插入、删除操作,LinkedBlockingDeque就没有任何难度可言了,数据结构的重要性啊!!!!

文章来源: https://blog.csdn.net/a303549861/article/details/90638386
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