ArrayBlockingQueue是一个有界的阻塞队列，所有的元素按照先入先出(FIFO)的规则进队出队,在队列的末尾插入元素，在队列的头部取出元素。如下表格，只能在*号处插入数字8。
| Head | Tail | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | * |
ArrayBlockingQueue特殊的地方
- 一旦初始化后将不能改变其容量大小
- offer：插入元素，当队列满时返回false插入失败，当队列未满返回true，插入成功。
- poll：offer 的逆过程，不做解释。
- add ：内部实现是调用offer，当队列满时，throw new IllegalStateException("Queue full")。
- remove ： 内部实现是调用poll,当队列为空时，throw new NoSuchElementException()。
- put ：向队列中插入数据，当队列满时该插入线程会暂停（await），直到有线程signal 后继续插入，直到插入成功为止。
- take ：put的逆过程，不做解释。
源码部分
- 几个关键的成员变量（主要看
注释）
/** The queued items */
final Object[] items;//数据形式存放所有元素。数组需要指定大小，这也说明了为什么是有界的了
/** items index for next take, poll, peek or remove */
int takeIndex;//插入元素的位置
/** items index for next put, offer, or add */
int putIndex;//删除元素的位置
/** Number of elements in the queue */
int count;//元素的个数
/*
* Concurrency control uses the classic two-condition algorithm
* found in any textbook.
*/
/** Main lock guarding all access */
final ReentrantLock lock;//重入锁，构造函数传入的fair就是给他用
/** Condition for waiting takes */
private final Condition notEmpty;//用于在删除时阻塞线程
/** Condition for waiting puts */
private final Condition notFull;//用于在插入时阻塞线程
注意ArrayBlockingQueue在插入或者删除的时候并没有做元素位置的交换，而是记录相应的位置，简单有图展示一黄色表示有元素在执行put将变为下图
可以看出ArrayBlockingQueue在循环使用数组
- 构造函数-----capacity 队列的容量，fair 锁竞争时是否使用公平锁
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
if (capacity <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
this.items = new Object[capacity];//初始化数组，初始化后将不能改变容量大小
lock = new ReentrantLock(fair);
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
}
- 入队：将数组putIndex的值设置成插入的值，然后调整putIndex的位置，count++,最后signal 随机唤醒一个线程，继续执行入队或者出队
private void enqueue(E x) {
// assert lock.getHoldCount() == 1;
// assert items[putIndex] == null;
final Object[] items = this.items;
items[putIndex] = x;
if (++putIndex == items.length)//这里循环时候数组
putIndex = 0;
count++;
notEmpty.signal();
}
- 出队：将数组putIndex的值设置未null，然后调整takeIndex的位置，count--,最后signal 随机唤醒一个线程，继续执行入队或者出队
private E dequeue() {
// assert lock.getHoldCount() == 1;
// assert items[takeIndex] != null;
final Object[] items = this.items;
@SuppressWarnings("unchecked")
E x = (E) items[takeIndex];
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
notFull.signal();
return x;
}
- offer：队列未满时插入
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count == items.length)
return false;
else {
enqueue(e);
return true;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
- poll：队列为空时返回null，不空是返回队列末尾的元素
public E poll() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return (count == 0) ? null : dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
- put：当队列满时，notFull.await()等待，直到dequeue 发出signal,继续尝试入队操作
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
enqueue(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
插入的元素不能为空
- take：当队列未空时，notEmpty.await()等待，直到enqueue 发出signal尝试出队操作
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
