LinkedBlockingQueue出入队实现原理

目录

• 类图概述
• 阻塞入队
• 阻塞出队
• Reference

 

正文

类图概述

由类图可以看出，L是单向链表实现的，有两个ReentrantLock实例用来控制元素入队和出队的原子性，takeLock用来控制只有一个线程可以从队头获取元素，putLock控制只有一个线程可以从队尾添加元素。notEmpty和notFull是条件变量，内部有条件队列用来存放进队和出队被阻塞的线程。

阻塞入队

put操作：在队尾插入元素，如果队列已满则阻塞当前线程，直到队列有空闲插入成功后返回。如果在阻塞时被其他线程设置中断标志，线程会抛出异常而返回。（中断是一种线程协作的方式）

public void put(E e) throws InterruptedException {
    if (e == null) throw new NullPointerException();
    final int c;
    final Node<E> node = new Node<E>(e);
    final ReentrantLock putLock = this.putLock;
    final AtomicInteger count = this.count;
    putLock.lockInterruptibly();
    try {
        	/*
             * Note that count is used in wait guard even though it is
             * not protected by lock. This works because count can
             * only decrease at this point (all other puts are shut
             * out by lock), and we (or some other waiting put) are
             * signalled if it ever changes from capacity. Similarly
             * for all other uses of count in other wait guards.
             */
        while (count.get() == capacity) { （3）
            notFull.await();
        }
        enqueue(node); （4）
        c = count.getAndIncrement();
        if (c + 1 < capacity)
            notFull.signal();
    } finally {
        putLock.unlock();
    }
    if (c == 0)
        signalNotEmpty();
}

代码（3）如果队列满了，调用await放入条件队列，当前线程被阻塞挂起后会释放获取到的putLock锁，所以其他线程就有机会获取到putLock锁了。

另外，在判断队列是否为空时为何使用while而不是if？这是考虑当前线程被虚假唤醒的问题，如果使用if语句，那么虚假唤醒后会执行（4）的入队操作，并且递增计数器，而这时候队列已经满了，从而导致队列元素溢出。而使用while循环时，假如await被虚假唤醒了，那么在此循环检查当前队列是否已满，如果是则在此进行等待。

虚假唤醒：多个等待线程在满足if条件时都会被唤醒(虚假的)，但实际上条件并不满足，生产者生产出来的消费品已经被第一个线程消费了。

结论：对条件变量的状态进行不断检查直到其满足条件。

https://www.cnblogs.com/tqyysm/articles/9765667.html

阻塞出队

take操作：当线程获取到锁，其他调用take or poll的线程会被阻塞挂起（ReentrantLock内部的AQS）。如果队列为空，将当前线程放入条件队列中。

Reference

《Java并发编程之美》