java并发编程工具类JUC第七篇:BlockingDeque双端阻塞队列

原创
03/29 07:08
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在之前的文章中已经为大家介绍了java并发编程的工具:BlockingQueue接口、ArrayBlockingQueue、DelayQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue,本文为系列文章第七篇。

BlockingDeque接口和BlockingQueue 接口一样都是在java.util.concurrent中定义的,它代表了一个线程安全的“双端队列”,以线程安全的方式向队列中添加元素或获取元素。本篇文章将带大家进一步了解BlockingDeque

deque是 "Double Ended Queue "的缩写。因此“双端队列”的含义就是可以从两端(队首或队尾)插入和取出元素的队列。

如果某个线程既生产又消费同一个队列的元素,那么就可以使用BlockingDeque双端队列。如果生产线程需要在队列的两端插入,而消费线程需要从队列的两端删除,也可以只使用BlockingDeque双端队列。参考下面的图进行理解

一个线程生产元素并将它们插入到队列两端中的任何一端。如果BlockingDeque当前是满的,插入线程将被阻塞,直到移除线程从BlockingDeque中取出一个元素。如果BlockingDeque当前为空,那么移除线程将被阻塞,直到插入线程将一个元素插入到BlockingDeque中。

BlockingDeque 方法

BlockingDeque有4组不同的方法,用于插入、删除和检查deque中的元素。每组方法在所要求的操作不能被立即执行的情况下表现也有所不同。参考下面的表格

队首操作 抛出异常 返回特定值 阻塞后一直等待 阻塞后等待超时
插入对象 addFirst(o) offerFirst(o) putFirst(o) offerFirst(o, timeout, timeunit)
移除对象 removeFirst(o) pollFirst() takeFirst() pollFirst(timeout, timeunit)
检查对象存在 getFirst() peekFirst()
队尾操作 抛出异常 返回特定值 阻塞后一直等待 阻塞后等待超时
插入对象 addLast(o) offerLast(o) putLast(o) offerLast(o, timeout, timeunit)
移除对象 removeLast(o) pollLast() takeLast() pollLast(timeout, timeunit)
检查对象存在 getLast() peekLast()

大家可以看到,这些方法和和BlockingQueue 的方法有些相似,只是在方法的基础上加了xxxFirst和xxxLast,所以可以参考我之前的文章对比学习),上面的方法的四种行为分别的含义是

  1. 抛出异常: 如果调用方法后不能立即响应结果(空队列或满队列),则抛出异常。
  2. 返回特定值: 如果调用方法后不能立即响应结果(空队列或满队列),则返回特定的值(通常是true/false),true表示方法执行成功,否则表示方法执行失败。
  3. 阻塞后一直等待: 如果调用方法后不能立即响应结果(空队列或满队列),该方法将被阻塞一直处于等待状态。
  4. 阻塞后等待超时: 如果调用方法后不能立即响应结果(空队列或满队列),该方法将在一定时间范围内被阻塞等待,也就是在超时时间范围内阻塞。当超出超时时间之后,方法线程将不再阻塞,而是返回一个特定的值(通常是true/false),true表示方法执行成功,否则表示方法执行失败。

BlockingDeque继承BlockingQueue

BlockingDeque接口继承了BlockingQueue接口。这意味着你可以将BlockingDeque作为一个BlockingQueue使用。如果你这样做,各种插入方法将把元素添加到deque的末尾,而移除方法将从deque的队首移除元素。BlockingQueue接口的插入和删除方法,就是这样做的。

下面是BlockingQueue的方法在BlockingDeque实现中的作用对照表

BlockingQueue BlockingDeque
add() addLast()
offer() offerLast()
put() putLast()
remove() removeFirst()
poll pollFirst()
take() takeFirst()
element() getFirst()
peek() peekFirst()

BlockingDeque 接口实现类

BlockingDeque是一个接口,所以当我们真正对它进行实例化的时候,需要使用它的接口实现类。在java.util.concurrent包中的LinkedBlockingDeque方法实现了BlockingDeque接口。

其使用方法也与BlockingQueue 大同小异,所以此处只做简单的介绍。

//初始化一个LinkedBlockingDeque
BlockingDeque<String> deque = new LinkedBlockingDeque<String>();

deque.addFirst("1");//向队首添加元素
deque.addLast("2"); //向队尾添加元素

String two = deque.takeLast(); //从队尾获取元素
String one = deque.takeFirst(); //从队首获取元素

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