阻塞队列的综合体LinkedTransferQueue如何理解
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LinkedTransferQueue在某些实现可以看作是ConcurrentLinkedQueue、SynchronousQueue、LinkedBlockingQueue的超集,可以作为一个对比学习。
LinkedTransferQueue简介
LinkedTransferQueue是一个由链表结构组成的无界阻塞队列,它实现了TransferQueue接口。TransferQueue接口继承了BlockingQueue,主要扩展了两个方法tryTransfer、transfer。
BlockingQueue的put方法在队列没满的时候是可以直接成功,不会阻塞线程,而TransferQueue扩展的transfer方法会一直阻塞直到添加的数据被消费者消费,这点与上一篇学的SynchronousQueue的put方法很相似,所以LinkedTransferQueue具有SynchronousQueue的功能。
基础介绍
LinkedTransferQueue的构造方法比较简单,一个无参构造方法,和一个接受一个集合的构造方法,接受的集合就是把集合中的数据放到队列中。并没有初始化其他任何东西了。
与之前的阻塞队列一样也继承了AbstractQueue所以有一些相同的方法,put、offer、add方法往队列中添加数据,由于队列是无界队列,所以这些方法一定会成功都不会阻塞。而take、poll方法消费队列中数据,take方法可能会阻塞,poll有两个方法可以直接返回、或者延时等待一段时间。
而它保存队列的底层链表结构是一个内部类Node,主要属性如下:
boolean isData:添加数据的方法创建的节点true,消费为false;
Object item:item表示入队的数据,消费方法为null
Node next:下一个节点;
Thread waiter:阻塞的线程;
通过查看源码发现put、offer、add、take、poll方法包括tryTransfer、transfer都是调用的xfer方法,所以我们重点分析xfer方法。
xfer方法实现
查看源码前先解释下方法参数,方法”private E xfer(E e, boolean haveData, int how, long nanos)”,参数详解如下:
e表示要添加的数据,take与poll为null;
haveData表示是否有数据,添加类方法为true,消费类为false;
how表示方法阻塞方式,LinkedTransferQueue定义了4个静态变量NOW、ASYNC、SYNC、TIMED,NOW表示不阻塞在poll、tryTransfer方法使用,ASYNC在put、offer、add方法使用,SYNC表示阻塞用于take方法,TIMED用于poll、tryTransfer的延时方法;
nanos表示最大阻塞多少时间,poll和tryTransfer方法会用到;
理解了方法参数,接下来直接看源码解析,如下图:
主要流程分为两步,首先是从现有链表中去匹配不相同的节点,在所有的节点遍历完成后都没有匹配上再进行后续处理,会根据传入的how参数进行判断是否阻塞线程。
可以看到NOW会直接返回null(用于不阻塞的poll、tryTransfer),ASYNC会把节点加到链表中并返回(用于入队系列方法),而其他的会调用awaitMatch方法会等待唤醒并返回结果。
代码看起来比较复杂但是主流程实际上还是比较简单的,这里梳理了简要的主要流程如下图:
LinkedTransferQueue由于是无界队列所以不会阻塞生产者,它能提供LinkedBlockingQueue提供的功能,但是多一个transfer功能。
与SynchronousQueue的公平锁实现相似,但是LinkedTransferQueue的生产者不会阻塞,而SynchronousQueue会不管是消费者还是生产者都必须被消费才能继续,也就是注重的是同步。
但是LinkedTransferQueue与SynchronousQueue都是通过CAS和循环实现,而LinkedBlockingQueue是通过锁来实现的。
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新闻标题:阻塞队列的综合体LinkedTransferQueue如何理解
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