操作系统·Java实现阻塞队列的设计 （本质上是Java实现生产者消费者问题）·Condition条件变量

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       信号量主要关注进程间通信；条件变量、互斥锁（如Java中的读写锁Rerentlock(可能有误)）主要关注线程间通信，条件变量总和互斥锁一起使用。

 

 

生产者消费者问题的描述：请自行百度。

• 缓冲区 是 临界区，同一时刻只能允许一个生产者put或一个消费者get。
• 生产环境中应当是非阻塞队列效率更高，一边消费的同时可以一边生产。

 

Java实现阻塞队列的几种方式

• 一、采用synchronized锁以及wait notify方法实现
  • 样例问题和程序 http://dwz.cn/3vM2T2
  • 实现. https://zhuanlan.zhihu.com/p/20300609
  • 自己使用同步关键字不仅管理混乱，而且容易出错。使用互斥锁和条件变量Condition更简洁。
• 二、采用Lock锁以及await（P）和signal（V）方法实现
  • 使用BlockingQueue可进一步简化代码，不需要编写线程同步资源和唤醒线程的代码。
  • 可以先参考我的有道云的线程同步
• 三、采用BlockingQueue实现
  • 源码使用重入锁、条件变量来实现。
  • 阻塞队列的使用例子. http://blog.csdn.net/feichenwangyalin/article/details/50913265
  • BlockingQueue也是java.util.concurrent下的主要用来控制线程同步的工具。
  • BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类
    • 1、ArrayBlockingQueue： 大小固定；其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
    • 2、LinkedBlockingQueue：大小不定.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
    • 3、PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序。
    • 4、SynchronousQueue：特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。

 

互斥锁Rerentlock加条件变量实现BlockQueue

 

import java.util.LinkedList;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


public class LinkedBlockingQueue {
    private final int capacity;

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private LinkedList queue;//缓冲区
    private int count; //缓冲区商品个数
    private Condition unfull = lock.newCondition();
    private Condition unEmpty = lock.newCondition();

    public LinkedBlockingQueue() throws InterruptedException {
        this(Integer.MAX_VALUE);
    }


    public LinkedBlockingQueue(int capacity) throws InterruptedException {
        this.capacity = capacity;
        queue = new LinkedList();
    }


    public void put(E e) throws InterruptedException {
     
        try {
            while (count == capacity) {
                unfull.await();//阻塞队列已满，一直等待，直到有unfull
            }
            lock.lock(); //内层互斥夹紧
            queue.add(e);
            count++;
            lock.unlock();
            unfull.signal();
        } finally {
            
        }
    }

    public E take() throws InterruptedException {
        
        try {
            while (count == 0) {//队列为空，阻塞.一直等待指导有商品（unEmpty）
                unEmpty.await();
            }
            lock.lock();
            E e = queue.pop();
            count--;
            lock.unlock();
            unEmpty.signal();
            return e;
        } finally {
            
        }
    }

}

 

Java 多线程（五）－ 理解 Condition 和 条件变量. https://www.jianshu.com/p/82bdd60ff816