Java阻塞队列四组API介绍

  • 作者: 凯哥Java
  • 并发
  • 时间:2020-05-02 09:24
  • 117人已阅读
简介 Java阻塞队列四组API介绍通过前面几篇文章的学习,我们已经知道了Java中的队列分为阻塞队列和非阻塞队列以及常用的七个阻塞队列。如下图:本文来源:凯哥Java(kaigejava)讲解Java并发系列之阻塞队列教程。系列文章,欢迎大家从第一篇文章开始看起。在查看以上七个队列的API的时候,我们可以很明显的看到以下四组API:add()/remove()/removeoffer()/poll()

Java阻塞队列四组API介绍

通过前面几篇文章的学习,我们已经知道了Java中的队列分为阻塞队列和非阻塞队列以及常用的七个阻塞队列。如下图:


本文来源:凯哥Java(kaigejava)讲解Java并发系列之阻塞队列教程。系列文章,欢迎大家从第一篇文章开始看起。

在查看以上七个队列的API的时候,我们可以很明显的看到以下四组API:

add()/remove()/remove

offer()/poll()/peek()

put/take()

offer(e,time,unit)/poll(time,unit).

分别对应的是,添加元素和移除元素以及检查队首元素。

这四组API各有什么不同呢?凯哥把这四组API看作是人的一生四个阶段,分别是:

少年时期,初生牛犊不怕虎,一言不合就开干,对应的是第一组API:会抛异常的API;

青年时期,吸取各方面的知识,为人处事会圆滑,对应的是第二组API:有返回值,不抛出异常的;

中年时期,三十而立,咬定青山不放松,对应的是第三组API:阻塞,一直等待;

老年时期,看透人生,顺其自然,对应的是第四组API:阻塞,当到了预定的超时时间,退出。

下面我们就来详细讲解这四组API

第一组API,会抛出异常的:一言不合就开干

添加元素:add(e):

当队列未满的时候,向队列中添加元素正常;当队列满的时候,再向队列中添加元素的话,会抛出throw new IllegalStateException("Queue full");异常。

代码演示及运行结果:

源码分析:

从源码中,我们可以看到,调用的是offer(e)方法,在下文中,我们也会讲解到的。如果offer方法返回true的话,就直接返回,否则就抛出:throw new IllegalStateException("Queue full");异常的。

删除元素:remove()

当队列不为空的时候,调用该方法,返回被移除的元素;当队列为空的时候在调用该方法,会抛出异常。

来看看源码:

源码中调用了poll方法,当获取到的对象不为空的时候,返回获取到的对象;如果为空的话,就抛出:throw new NoSuchElementException();异常。

判断当前队列的队首元素:element()

该方法是获取队首元素的。当队列不为空的时候,返回队列中当前队首元素;如果队列为空的时候,调用该方法会抛异常的。

我们来看看源码:

获取队首元素代码演示及运行结果如下图:

第一组API三个方法我们都讲解完了。Add/remove/element方法。最大的特点就是,队列为空或者是队列满了,继续操作队列的话,就会抛出异常。这个凯哥根据就像我们人的一生中少年时期一样,初生牛犊不怕虎,遇到什么不服的或者是不顺心的就暴躁了,碰不得,一碰就爆炸。一言不合就开干!

第二组:带有返回值的,不会抛出异常:为人处事会圆滑了

第二组api的不像第一组那么暴躁如雷了,不想就抛异常。第二组,不会抛出异常了。我们接着来看看:

添加元素:offer(e)

需要主要:这里的offer方法只有一个参数,这个和我们后面讲解的一组的区别

当队列未满的时候,向队列中添加元素,返回true;当队列已经满了,继续向队列中添加元素的话,不会抛出异常,会返回false.

源码分析:

从源码中,我们可以看到,offer(e)的方法中,有个count计数器,每次添加元素后,都会count++。当count的值等于队列的长度的时候,返回false.而不是抛出异常。我们来用代码演示.

Offer(e)添加元素代码演示及运行结果:

删除元素:poll()

注意:参数为空哦!

当队列不为空的时候,返回被移除的元素,当队列为空的时候,返回null.而不是抛出异常。

源码分析:

从源码中,我们将看到count这个计数器又起作用了。先判断count是否==0

如果不等于0,调用dequeue方法,count--,然后将获取到的元素返回;

如果count == 0的话,直接返回null.

源码如下图:

代码演示及运行结果:

获取队首元素:peek()

当队列不为空的时候,返回当前队列的队首元素;如果队列为空的时候,返回null,而不是抛出异常。

源码分析:

在源码中,我们可以看到调用了itemAt(takeIndex)方法。但是在这个方法后面有这么已经注释:null when queue is empty。源码如下图:

代码演示:

从运行的结果,我们可以看到,当移除最后一个元素:kaigejava的时候,获取到的队首元素已经为null了。因为队列为空了,所以,就算后面还有循环,获取到的队首元素依然是null,而不是抛出异常。运行结果如下图:

从第二组API中,我们可以看到,不像第一组那么极端了。当队列为空或者是队列满的时候,返回数据告知对象。这个就像我们人生由少年时代,进入了青年时代,经过学校的洗礼之后,为人处事学会了圆滑了。

接下来,我们就该进入人生第三个阶段:中年时代,我们一起来看看这个阶段的api又是什么样子的

第三组:阻塞,一直等待:三十而立,咬定青山不放松

第三组API,相对于第一组和第二组最大的区别就是:第三组会等待着,如果不被中断,就会等到天荒地老。

添加元素:put(e)

当队列满的时候,进入阻塞等待状态,一直等待,直到可以添加到队列中为止。

需要说明:在阻塞等待过程中,有可能会被中断,所以会抛出中断异常:throws InterruptedException。

我们先来看看源码:

在源码中,我们会看到while循环来判断count的值是否等于队列的长度,如果不等于,就enqueue.然后count++;如果count的值等于队列的长度的是,就调用notFull.await()方法,而notfull是condition对象。在之前的文章学习中,我们知道coditon.await()方法会进入阻塞状态。源码如下图:

代码演示及运行结果:

我们可以看到,当添加第四个元素的时候,队列进入了阻塞状态。如下图:

删除元素:take()

当队列不为空的时候,返回被移除的元素;当队列为空的时候,进入阻塞等待状态。

源码分析:

代码演示:

这一组队列,就像进入中年时期的我们一样,三十而立,要好好工作,努力工作。只要天不塌,地不陷,一直工作着。

第四组:带有等待超时的阻塞API

如果第三组API一直阻塞等待着,你受不了的话,并发大师还为我们准备了第四组API,带有超时时间的

添加元素:offer(e,time,unit)

参数说明:

e:将要被添加到队列中的元素

time:long类型的。预设定的需要等待的时间

unit:TimeUnit.超时时间的单位

来看看源码:

从源码中我们将会看到:

判断count的值是否等于队列的长度

如果不等于,调用enqueue方法,然后count++,返回true.

如果count==队列的长度的时候,判断设置的等待超时时间是否小于等于0

如果等待的时间大于0的话,进入notFull.awaitNanos方法中进行阻塞等待。

在前面文章中,我们详细讲解过condition.awaitNanos这个方法。这里就不再赘述了。

当等待的时间小于等于0的时候,就返回false.

源码如下图:

代码演示:

删除元素:poll(time,unit)

当队列为空的时候,进入阻塞等待,等到超时时间的时候,返回null.退出等待。

代码演示:

第四组API带有等待超时时间,就像是我们人的一生老年时期,看透一切了。一切都是顺其自然了,不再争强好胜了。

总结:

凯哥通过人的一生四个阶段来比喻这四组API是为了让大家更好记忆。接下来,我们来进行总结:

欢迎来聊!~


TopTop