[Java 基础] 并发队列ConcurrentLinkedQueue和阻塞队列LinkedBlockingQueue用法

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[Java 基础] 并发队列ConcurrentLinkedQueue和阻塞队列LinkedBlockingQueue用法

最美的回忆 2017-01-21 12:49:00 浏览556
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reference : http://www.cnblogs.com/linjiqin/archive/2013/05/30/3108188.html

在Java多线程应用中,队列的使用率很高,多数生产消费模型的首选数据结构就是队列(先进先出)。Java提供的线程安全的Queue可以分为阻 塞队列和非阻塞队列,其中阻塞队列的典型例子是BlockingQueue,非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue,在实际 应用中要根据实际需要选用阻塞队列或者非阻塞队列。

注:什么叫线程安全?这个首先要明确。线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。

并行和并发区别

1、并行是指两者同时执行一件事,比如赛跑,两个人都在不停的往前跑;
2、并发是指资源有限的情况下,两者交替轮流使用资源,比如一段路(单核CPU资源)同时只能过一个人,A走一段后,让给B,B用完继续给A ,交替使用,目的是提高效率

LinkedBlockingQueue
由于LinkedBlockingQueue实现是线程安全的,实现了先进先出等特性,是作为生产者消费者的首选,LinkedBlockingQueue 可以指定容量,也可以不指定,不指定的话,默认最大是Integer.MAX_VALUE,其中主要用到put和take方法,put方法在队列满的时候 会阻塞直到有队列成员被消费,take方法在队列空的时候会阻塞,直到有队列成员被放进来。

 

复制代码
package cn.thread;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/**
 * 多线程模拟实现生产者/消费者模型
 *  
 * @author 林计钦
 * @version 1.0 2013-7-25 下午05:23:11
 */
public class BlockingQueueTest2 {
    /**
     * 
     * 定义装苹果的篮子
     * 
     */
    public class Basket {
        // 篮子,能够容纳3个苹果
        BlockingQueue<String> basket = new LinkedBlockingQueue<String>(3);

        // 生产苹果,放入篮子
        public void produce() throws InterruptedException {
            // put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置
            basket.put("An apple");
        }

        // 消费苹果,从篮子中取走
        public String consume() throws InterruptedException {
            // take方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止(获取并移除此队列的头部)
            return basket.take();
        }
    }

    // 定义苹果生产者
    class Producer implements Runnable {
        private String instance;
        private Basket basket;

        public Producer(String instance, Basket basket) {
            this.instance = instance;
            this.basket = basket;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    // 生产苹果
                    System.out.println("生产者准备生产苹果:" + instance);
                    basket.produce();
                    System.out.println("!生产者生产苹果完毕:" + instance);
                    // 休眠300ms
                    Thread.sleep(300);
                }
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("Producer Interrupted");
            }
        }
    }

    // 定义苹果消费者
    class Consumer implements Runnable {
        private String instance;
        private Basket basket;

        public Consumer(String instance, Basket basket) {
            this.instance = instance;
            this.basket = basket;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    // 消费苹果
                    System.out.println("消费者准备消费苹果:" + instance);
                    System.out.println(basket.consume());
                    System.out.println("!消费者消费苹果完毕:" + instance);
                    // 休眠1000ms
                    Thread.sleep(1000);
                }
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println("Consumer Interrupted");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueueTest2 test = new BlockingQueueTest2();

        // 建立一个装苹果的篮子
        Basket basket = test.new Basket();

        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Producer producer = test.new Producer("生产者001", basket);
        Producer producer2 = test.new Producer("生产者002", basket);
        Consumer consumer = test.new Consumer("消费者001", basket);
        service.submit(producer);
        service.submit(producer2);
        service.submit(consumer);
        // 程序运行5s后,所有任务停止
//        try {
//            Thread.sleep(1000 * 5);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
//        service.shutdownNow();
    }

}
复制代码

 

ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是Queue的一个安全实现.Queue中元素按FIFO原则进行排序.采用CAS操作,来保证元素的一致性。
LinkedBlockingQueue 是一个线程安全的阻塞队列,它实现了BlockingQueue接口,BlockingQueue接口继承自java.util.Queue接口,并在这 个接口的基础上增加了take和put方法,这两个方法正是队列操作的阻塞版本。

复制代码
package cn.thread;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ConcurrentLinkedQueueTest {
    private static ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
    private static int count = 2; // 线程个数
    //CountDownLatch,一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。
    private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long timeStart = System.currentTimeMillis();
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(4);
        ConcurrentLinkedQueueTest.offer();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            es.submit(new Poll());
        }
        latch.await(); //使得主线程(main)阻塞直到latch.countDown()为零才继续执行
        System.out.println("cost time " + (System.currentTimeMillis() - timeStart) + "ms");
        es.shutdown();
    }
    
    /**
     * 生产
     */
    public static void offer() {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            queue.offer(i);
        }
    }


    /**
     * 消费
     *  
     * @author 林计钦
     * @version 1.0 2013-7-25 下午05:32:56
     */
    static class Poll implements Runnable {
        public void run() {
            // while (queue.size()>0) {
            while (!queue.isEmpty()) {
                System.out.println(queue.poll());
            }
            latch.countDown();
        }
    }
}

复制代码
复制代码

运行结果:
costtime 2360ms

改用while (queue.size()>0)后
运行结果:
cost time 46422ms

结果居然相差那么大,看了下ConcurrentLinkedQueue的API原来.size()是要遍历一遍集合的,难怪那么慢,所以尽量要避免用size而改用isEmpty().

总结了下, 在单位缺乏性能测试下,对自己的编程要求更加要严格,特别是在生产环境下更是要小心谨慎。

 

本文转自demoblog博客园博客,原文链接http://www.cnblogs.com/0616--ataozhijia/p/5022046.html如需转载请自行联系原作者

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