
可知这种模式下接受请求和进行处理使用的是同一个线程,这避免了线程上下文切换和线程通讯数据拷贝。
接下来看DelayQueue采用的Leader-Follower模式:
饭店不分角色,都是员工,但是改变了经营策略,每个客人必须预约吃饭时间,预约采用APP预约。因为加入了延时,逻辑变得复杂了一些。
DelayQueue使用
DelayQueuequeue = new DelayQueue ();
DelayQueue的原理
数据结构
//用于保证队列操作的线程安全 private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 优先级队列,存储元素,用于保证延迟低的优先执行 private final PriorityQueueq = new PriorityQueue (); // 用于标记当前是否有线程在排队(仅用于取元素时) leader 指向的是第一个从队列获取元素阻塞的线程 private Thread leader = null; // 条件,用于表示现在是否有可取的元素 当新元素到达,或新线程可能需要成为leader时被通知 private final Condition available = lock.newCondition(); public DelayQueue() {} public DelayQueue(Collection extends E> c) { this.addAll(c);
入队put方法
public void put(E e) {
offer(e);
}
public boolean offer(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 入队
q.offer(e);
if (q.peek() == e) {
// 若入队的元素位于队列头部,说明当前元素延迟最小
//清空leader标识,唤醒一个follower,使其能够成为leader。
leader = null;
// available条件队列转同步队列,准备唤醒阻塞在available上的线程
available.signal();
}
return true;
} finally {
lock.unlock(); // 解锁,真正唤醒阻塞的线程
}
}
出队take方法
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
for (;;) {
E first = q.peek();// 取出堆顶元素( 最早过期的元素,但是不弹出对象)
if (first == null)// 如果堆顶元素为空,说明队列中还没有元素,直接阻塞等待
available.await();//当前线程无限期等待,直到被唤醒,并且释放锁。
else {
long delay = first.getDelay(NANOSECONDS);// 堆顶元素的到期时间
if (delay <= 0)// 如果小于0说明已到期,直接调用poll()方法弹出堆顶元素
return q.poll();
// 如果delay大于0 ,则下面要阻塞了
// 将first置为空方便gc
first = null;
// 如果有线程争抢的Leader线程,则进行无限期等待。
if (leader != null)
available.await();
else {
// 如果leader为null,把当前线程赋值给它
Thread thisThread = Thread.currentThread();
leader = thisThread;
try {
// 等待剩余等待时间
available.awaitNanos(delay);
} finally {
// 如果leader还是当前线程就把它置为空,让其它线程有机会获取元素
if (leader == thisThread)
leader = null;
}
}
}
}
} finally {
// 成功出队后,如果leader为空且堆顶还有元素,就唤醒下一个等待的线程
if (leader == null && q.peek() != null)
// available条件队列转同步队列,准备唤醒阻塞在available上的线程
available.signal();
// 解锁,真正唤醒阻塞的线程
lock.unlock();
}
如何选择适合的阻塞队列
线程池对于阻塞队列的选择
线程池有很多种,不同种类的线程池会根据自己的特点,来选择适合自己的阻塞队列。
选择策略
通常我们可以从以下 5 个角度考虑,来选择合适的阻塞队列:
功能
第 1 个需要考虑的就是功能层面,比如是否需要阻塞队列帮我们排序,如优先级排序、延迟执行等。如果有这个需要,我们就必须选择类似于 PriorityBlockingQueue 之类的有排序能力的阻塞队列。
容量
第 2 个需要考虑的是容量,或者说是否有存储的要求,还是只需要“直接传递”。在考虑这一点的时候,我们知道前面介绍的那几种阻塞队列,有的是容量固定的,如 ArrayBlockingQueue;有的默认是容量无限的,如 linkedBlockingQueue;而有的里面没有任何容量,如 SynchronousQueue;而对于 DelayQueue 而言,它的容量固定就是 Integer.MAX_VALUE。所以不同阻塞队列的容量是千差万别的,我们需要根据任务数量来推算出合适的容量,从而去选取合适的 BlockingQueue。
能否扩容
第 3 个需要考虑的是能否扩容。因为有时我们并不能在初始的时候很好的准确估计队列的大小,因为业务可能有高峰期、低谷期。如果一开始就固定一个容量,可能无法应对所有的情况,也是不合适的,有可能需要动态扩容。如果我们需要动态扩容的话,那么就不能选择 ArrayBlockingQueue ,因为它的容量在创建时就确定了,无法扩容。相反,PriorityBlockingQueue 即使在指定了初始容量之后,后续如果有需要,也可以自动扩容。所以我们可以根据是否需要扩容来选取合适的队列。
内存结构
第 4 个需要考虑的点就是内存结构。我们分析过 ArrayBlockingQueue 的源码,看到了它的内部结构是“数组”的形式。和它不同的是,linkedBlockingQueue 的内部是用链表实现的,所以这里就需要我们考虑到,ArrayBlockingQueue 没有链表所需要的“节点”,空间利用率更高。所以如果我们对性能有要求可以从内存的结构角度去考虑这个问题。
性能
第 5 点就是从性能的角度去考虑。比如 linkedBlockingQueue 由于拥有两把锁,它的操作粒度更细,在并发程度高的时候,相对于只有一把锁的 ArrayBlockingQueue 性能会更好。另外,SynchronousQueue 性能往往优于其他实现,因为它只需要“直接传递”,而不需要存储的过程。如果我们的场景需要直接传递的话,可以优先考虑 SynchronousQueue。