简单总结阻塞队列源码

前面Java并发这块的锁、并发工具、原子类、线程池都已经学习完了，接下来是队列的学习。

ArrayBlockingQueue总结

先直接总结ArrayBlockingQueue相关的特性再根据源码来进行说明，它的主要特性如下：

1、他是一个由数组实现的FIFO有界阻塞队列，数组由final修饰；

2、ArrayBlockingQueue有界且固定，在构造函数时必须指定大小，确认后不支持改变（确定数组且不可变）；

3、在多线程环境下不保证“公平性”；

4、通过ReentrantLock与Condition实现线程安全；

重要属性介绍

主要属性如下图：

ArrayBlockingQueue的属性还是比较简单，首先是存放数据的Object数组，它是final修饰的，所以队列的长度不可变。

然后三个int属性分别表示下次获取数据时应该从数组的哪里获取，下次保存数据时应该保存到数组的哪里，count记录着还有多少个可以拿。

所有方法首先都必须获取到lock的锁，lock有公平与非公平锁，默认实现的是非公平锁，也可以在初始化ArrayBlockingQueue指定，所以默认ArrayBlockingQueue并不保证公平性。

notEmpty与notFull都是通过lock创建，都是在初始化ArrayBlockingQueue是初始化出来。

这里简单介绍了属性的作用，接下来会通过源码再来理解它的作用。

最关键的两个私有方法

首先要说两个私有方法，应该队列主要的方法最后都依赖这两个私有方法，直接看源码如下图：

enqueue方法用来把数据保存到数组items中，会递增putIndex，也就是下次应该保存的位置，如果putIndex等于了数组的长度，则下次为0。

最后会唤醒那些调用notEmpty.await()阻塞的线程，实际上只有take方法调用了。

dequeue方法是获取数据，获取的是takeIndex处的数据，在获取过后会把items[takeIndex]处设置为null，同样递增takeIndex后如果等于了数组的长度则会被置为0。

最后会唤醒那些调用notFull.await()阻塞的线程，只有put方法调用了。

所以主要的变化在于putIndex和takeIndex，这里总结了他们有如下4种关系：

如果不加保护他们不止这些关系，比如takeIndex比putIndex跑的快，那么就会获取到null值，获取putIndex比takeIndex多走一个轮回还多那么就会出现数据被覆盖，造成数据丢失。

只有保证它们是这几种关系才能保证数据的安全性，避免数据被覆盖或者获取到null值，并且实现了FIFO先进先出，而队列提供的公共方法都必须要保证这种安全。

添加数据方法介绍

ArrayBlockingQueue提供了4个添加方法add、offer、offer（指定阻塞时间）、put;

add方法调用的是offer方法，而offer方法先获取到锁，再判断队列是否已满，已满直接返回false，没有满则调用enqueue保存数据。所以add与offer没有阻塞。

offer还有一个可以在队列已满情况下阻塞指定时间（timeout）在尝试保存的方法，在判断队列已满的情况会调用”nanos = notFull.awaitNanos(nanos);”阻塞线程，一定时间后如果还是满的则会返回false。

put获取到锁，如果数组已满则调用notFull.await一直阻塞等待唤醒，唤醒后再次验证是否已满，没满则调用enqueue，否则再次阻塞。所以向队列中加数据只有put方法才支持真正的阻塞，保证添加成功，其他方法会可能保存失败。

获取数据方法介绍

获取数据提供了poll、poll(指定阻塞时间)、take、peek

poll方法先获取到锁，如果count==0则返回null,否则调用dequeue方法获取结果。

poll(指定阻塞时间)在判断count==0时会先阻塞执行时间，然后再次判断，如果还是等于0则返回null,如果不等于0则调用dequeue方法获取结果。

take方法先获取到锁然后在循环判断count是否等于0如果等于0则调用notEmpty.await()阻塞，否则调用dequeue获取结果，同样take方法也会保证一定能拿到数据，否则会一直阻塞。

peek是偷看的意思，peek方法在获取到锁后直接获取item[takeIndex]的元素返回，然后不做任何事情，就好像偷偷看下下一次会获取哪一个元素，但是不影响队列。

总结

ArrayBlockingQueue还有一些其他次要的方法，就不再一一说明了，ArrayBlockingQueue通过两个索引来保存和拉取数据，并且实现了先进先出的特性。虽然数组的长度是固定有限的，但是通过循环使用数组，也能通过他同步无限的数据。

分析方法发现只有take方法和put方法才能保证真正获取或者保存数据成功，如果没有成功则会一直阻塞，其他方法则不一定。

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