Java LinkedBlockingQueue
提示
- 实现与应用:
LinkedBlockingQueue
是基于链表实现的阻塞队列,用于多线程环境中的线程安全数据交换。 - 创建与方法:可创建无或有固定容量的
LinkedBlockingQueue
,支持基本操作如插入、访问、移除元素。 - 特殊方法:
put()
和take()
方法用于在多线程中进行同步操作,等待直到可以插入或移除元素。
Java Collections
框架中的 LinkedBlockingQueue
类使用链表实现了阻塞队列。
它实现了 Java BlockingQueue 接口。
创建 LinkedBlockingQueue
为了创建一个链式阻塞队列,我们必须导入 java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue
包。
以下是在 Java 中创建链式阻塞队列的方法:
1. 不指定初始容量
LinkedBlockingQueue<Type> animal = new LinkedBlockingQueue<>();
这里默认的初始容量将是 2^31-1。
2. 指定初始容量
LinkedBlockingQueue<Type> animal = new LinkedBlockingQueue<>(int capacity);
这里,
Type
- 链式阻塞队列的类型capacity
- 链式阻塞队列的大小
例如,
// 创建容量为 5 的 String 类型 LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue<String> animals = new LinkedBlockingQueue<>(5);
// 创建容量为 5 的 Integer 类型 LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue<Integer> age = new LinkedBlockingQueue<>(5);
注意: 不强制要求提供链表的大小。
LinkedBlockingQueue 的方法
LinkedBlockingQueue
类实现了 BlockingQueue 接口 中的所有方法。
这些方法用于向链式阻塞队列插入、访问和删除元素。
此外,我们还将学习两个支持链式阻塞队列中阻塞操作的方法 put()
和 take()
。
这两个方法使链式阻塞队列与其他典型队列有所区别。
插入元素
add()
- 将指定元素插入链式阻塞队列。如果队列已满,则抛出异常。offer()
- 将指定元素插入链式阻塞队列。如果队列已满,则返回false
。
例如,
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
class Main {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<String> animals = new LinkedBlockingQueue<>(5);
// 使用 add()
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
// 使用 offer()
animals.offer("Horse");
System.out.println("LinkedBlockingQueue: " + animals);
}
}
输出
LinkedBlockingQueue: [Dog, Cat, Horse]
访问元素
peek()
- 返回链式阻塞队列前端的一个元素。如果队列为空,则返回null
。iterator()
- 返回一个迭代器对象,用于顺序访问链式阻塞队列中的元素。如果队列为空,则抛出异常。使用它时必须导入java.util.Iterator
包。
例如,
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.Iterator;
class Main {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<String> animals = new LinkedBlockingQueue<>(5);
// 添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("LinkedBlockingQueue: " + animals);
// 使用 peek()
String element = animals.peek();
System.out.println("Accessed Element: " + element);
// 使用 iterator()
Iterator<String> iterate = animals.iterator();
System.out.print("LinkedBlockingQueue Elements: ");
while(iterate.hasNext()) {
System.out.print(iterate.next());
System.out.print(", ");
}
}
}
输出
LinkedBlockingQueue: [Dog, Cat, Horse]
访问的元素:Dog
LinkedBlockingQueue 元素:Dog, Cat, Horse,
移除元素
remove()
- 返回并移除链式阻塞队列中指定的元素。如果队列为空,则抛出异常。poll()
- 返回并移除链式阻塞队列中指定的元素。如果队列为空,则返回null
。clear()
- 移除链式阻塞队列中的所有元素。
例如,
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
class Main {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<String> animals = new LinkedBlockingQueue<>(5);
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("LinkedBlockingQueue " + animals);
// 使用 remove()
String element1 = animals.remove();
System.out.println("移除的元素:");
System.out.println("使用 remove(): " + element1);
// 使用 poll()
String element2 = animals.poll();
System.out.println("使用 poll(): " + element2);
// 使用 clear()
animals.clear();
System.out.println("更新后的 LinkedBlockingQueue " + animals);
}
}
输出
LinkedBlockingQueue: [Dog, Cat, Horse]
移除的元素:
使用 remove(): Dog
使用 poll(): Cat
更新后的 LinkedBlockingQueue: []
put() 和 take() 方法
在多线程处理过程中,我们可以使用 put()
和 take()
来阻塞一个线程的操作,以便与另一个线程同步。这些方法将等待直到它们可以成功执行。
put() 方法
要向链式阻塞队列末尾插入指定元素,我们使用 put()
方法。
如果链式阻塞队列已满,它会等待直到队列中有空间来插入元素。
例如,
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
class Main {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<String> animals = new LinkedBlockingQueue<>(5);
try {
// 向 animals 添加元素
animals.put("Dog");
animals.put("Cat");
System.out.println("LinkedBlockingQueue: " + animals);
}
catch(Exception e) {
System.out.println(e);
}
}
}
输出
LinkedBlockingQueue: [Dog, Cat]