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1.了解阻塞队列
2.生产者消费者模型又是什么#xff1f;
2.1生产者消费者模型的优点
2.1.1降低服务器与服务器之间耦合度 2.1.2“削峰填谷”平衡消费者和生产的处理能力
3.标准库中的阻塞队列#xff08;BlockingQueue#xff09; 3.1基于标准库#xff08;Bloc…目录
1.了解阻塞队列
2.生产者消费者模型又是什么
2.1生产者消费者模型的优点
2.1.1降低服务器与服务器之间耦合度 2.1.2“削峰填谷”平衡消费者和生产的处理能力
3.标准库中的阻塞队列BlockingQueue 3.1基于标准库BlockingQueue实现一个简单的阻塞队列的应用 4.基于循环队列模拟是实现阻塞队列 4.1 put()方法
4.2 take()方法
4.3put方法和take方法是如何被唤醒 1.了解阻塞队列
阻塞队列是一种特殊的队列. 也遵守 先进先出 的原则.
阻塞队列顾名思义就是带有阻塞特性的队列的它是如何运行的呢
答 1.当队列为空时尝试出队列就会发生阻塞直到队列不空为止。 2.当队列为满时尝试入队列就会发送阻塞直到队列不满为止
阻塞队列在 多线程中非常有用它可以调节生产者和消费者之间的关系当生产者生产的资源太多以至于消费者无法完全消费完那么可以让生产者阻塞达到生产、消费平衡的作用。
2.生产者消费者模型又是什么
生产者消费者模式就是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。 生产者和消费者彼此之间不直接通讯而通过阻塞队列来进行通讯所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理直接扔给阻塞队列消费者不找生产者要数据而是直接从阻塞队列里取。 它将所有工作分工明确参考下面这个例子 有4个人我们一起包饺子我们每个人都各顾各的每个人都得做擀面皮和包饺子如果这样的话每个人的包饺子的效率都不是很高。若我们进行分工1个人负责擀面皮3个人负责包饺子擀面皮的不管包饺子的是如何包包饺子的不管擀面皮的是如何擀的。在第二种方式中擀面皮的就可以看作生产者包饺子的就可以看作消费者。 2.1生产者消费者模型的优点
2.1.1降低服务器与服务器之间耦合度
看如下解读开始时A服务器和B服务器通过阻塞对象进行交互若B服务器挂了那么我们可以迅速的做出反应参考阻塞队列进行重新加载B服务器。还有就是若A服务器业务服务器B服务器是实现业务的服务区因为业务服务器需要时常更新代码因此可以阻塞队列相当于一个缓存区。 2.1.2“削峰填谷”平衡消费者和生产的处理能力 比如在 秒杀 购买物品场景下, 服务器同一时刻可能会收到大量的支付请求. 如果直接处理这些支付请求,服务器可能扛不住(每个支付请求的处理都需要比较复杂的流程). 这个时候就可以把这些请求都放到一个阻塞队列中, 然后再由消费者线程慢慢的来处理每个支付请求.在这里就起到了削峰的效果。 “ 削峰填谷”我们可以联想到三峡大坝
三峡可谓是“功在当代利在千秋”为何这样说?三峡大坝它可不仅仅只是发电用的它还有其他的功能。当到达雨季时三峡上游的水向下流的会比往常多这时开始关闸蓄水防止下游发生洪灾这就是“削峰”过了雨季下游需要灌溉庄稼但是下游水又少了这时打开闸门进行放水造福下游这就是“填谷”。
在购物系统中我们就可以将秒杀时突然猛增的用户请求比喻成雨季的雨水我们通过阻塞队列进行蓄洪当在平常时没那么多的用户请求时我们就是慢慢的解决用户的请求比喻成开闸放水。
3.标准库中的阻塞队列BlockingQueue BlockingQueue的成员
ArrayBlockingQueue基于数组的阻塞队列实现LinkedBlockingQueue基于链表的阻塞队列PriorityBlockingQueue基于优先队列的阻塞队列BlockingQueue这个是实现阻塞队列的接口继承与Queue
常用方法介绍
方法说明boolean add(E e) 将指定的元素插入到此队列中如果可以立即执行此操作而不违反容量限制 true在成功后返回 IllegalStateException. 如果当前没有可用空间则抛出IllegalStateException void put(E e)将指定的元素插入到此队列中等待空格可用。E take()检索并删除此队列的头如有必要等待元素可用。boolean offer(E e)将指定的元素插入到此队列中如果可以立即执行此操作而不会违 反容量限制 true在成功时 false如果当前没有可用空间则返回false。boolean offer (E e, long timeout, TimeUnit unit) 将指定的元素插入到此队列中等待指定的等待时间如有必要才能使空间变 得可用。 E poll (long timeout, TimeUnit unit)检索并删除此队列的头等待指定的等待时间如有必要使元素变为可用。
注意在这个些方法中只有put()方法和take()方法带有阻塞特性其他的方法不具备阻塞特性。 3.1基于标准库BlockingQueue实现一个简单的阻塞队列的应用
import java.util.concurrent.BlockingDeque;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;public class testDemo1 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueueInteger queuenew LinkedBlockingDeque();//生产者Thread producernew Thread(()-{int i0;while (true) {try {System.out.println(生产i);queue.put(i);i;Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});producer.start();//消费者Thread customernew Thread(()- {while (true) {try {int valuequeue.take();System.out.println(消费:value);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});customer.start();}
}代码运行结果 4.基于循环队列模拟是实现阻塞队列
这此次模拟实现中仅模拟了put()方法和take()方法。
若有对循环队列不了解的话可以参考下方链接了解循环队列【数据结构趣味多】循环队列https://blog.csdn.net/qq_65228171/article/details/128613550?spm1001.2014.3001.5501
代码实现如下
public class MyBlockingDeque {private int[] itemsnew int[1000];//头指针volatile private int head;//尾指针volatile private int tail;//队列中元素数量volatile private int size;synchronized public void put(int value) throws InterruptedException {//如果队列已满阻塞等待while (size items.length) {this.wait();}items[tail]value;tail;//如果队列满了从头再来循坏队列思想if(tailitems.length) {tail0;}size;//唤醒takethis.notify();}synchronized public int take() throws InterruptedException {while (size0){//等待放入元素等待put唤醒this.wait();}int valueitems[head];head;//如果头到了队尾重新加载if(head items.length) {head0;}size--;this.notify();return value;}
}4.1 put()方法
put 方法是向队列中存放数据因此第一步我们需要判断队列满没满若队列满了的话就让队列通过wait方法进入阻塞状态等待唤醒。若队列没有满就将数据放入到尾指针所指位置让尾指针向后移动一位当尾指针达到数组的长度时我们就需要重置尾指针了。
synchronized public void put(int value) throws InterruptedException {//如果队列已满阻塞等待while (size items.length) {this.wait();}items[tail]value;tail;//如果队列满了从头再来循坏队列思想if(tailitems.length) {tail0;}size;//唤醒takethis.notify();}
4.2 take()方法
take 方法是在队列中拿取数据有两种情况若队列空发生阻塞直到put进来数据若不为空拿到数据头指针向后走如果头指针达到数组长度重置头指针最后返回value。
synchronized public int take() throws InterruptedException {while (size0){//等待放入元素等待put唤醒this.wait();}int valueitems[head];head;//如果头到了队尾重新加载if(head items.length) {head0;}size--;//唤醒putthis.notify();return value;}
4.3put方法和take方法是如何被唤醒的
1.当存入数据时队列为满的时候队列就会通过wait方法使线程进入阻塞态它什么时候被唤醒呢队列被拿走一个数据时被唤醒这个唤醒是在take中唤醒的take拿走一个数据队列不为满唤醒put。
2. 当拿去数据时队列为空的时候队列会通过while判断让线程进入阻塞态当有新的数据被放入时take就会被唤醒。 写在最后
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