上一篇我们看了一下这个队列ConcurrentLinkedQueue，那就是一个*非阻塞链表，我们这次来看看LinkedBlockingQueue，这个队列看名字就知道是一个阻塞式队列(也就是一个单向链表)，基于独占锁实现的，比较简单；
一.LinkedBlockingQueue基本结构
内部也是有一个Node类，下图所示，item存 实际数据，next指向下一个节点，一个有参构造器，没啥好说的；
我们可以看看这个队列有的一些属性，其实大概能猜出来就是生产者消费者模型：
//队列实际容量 private final int capacity; //这个原子变量记录节点数量 private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(); //头节点 transient Node<E> head; //尾节点 private transient Node<E> last; //这个锁用于控制多个线程从队列头部获取元素 private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock(); //当队列为空，执行出队操作的线程就放到这条件变量里来 private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition(); //用于控制多个线程往队列尾部添加元素 private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock(); //如果队列满了，执行入队操作的线程就丢到这里面来 private final Condition notFull = putLock.newCondition();
构造器中可以看到，默认最大数量就是65536个，虽然说也可以指定大小，我们一定程度上可以说这是一个有界阻塞队列；
//默认队列最大的数量就是65536个 public LinkedBlockingQueue() { this(Integer.MAX_VALUE); } //也可以指定队列大小，默认头节点和尾节点都是指向哨兵节点 public LinkedBlockingQueue(int capacity) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.capacity = capacity; last = head = new Node<E>(null); } //也可以传一个实现Collection接口的类，比如List，然后遍历将其中的元素封装成节点丢到队列中去 //注意这里获取锁和释放锁 public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) { this(Integer.MAX_VALUE); final ReentrantLock putLock = this.putLock; putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility try { int n = 0; for (E e : c) { if (e == null) throw new NullPointerException(); if (n == capacity) throw new IllegalStateException("Queue full"); enqueue(new Node<E>(e)); n; } count.set(n); } finally { putLock.unlock(); } }
我们简单的介绍了这个队列的基本结构，现在我们可以看看一些重要的方法；
二.offer方法
这个方法向队列最后添加一个元素，插入成功返回true，如果队列满了，就抛弃当前元素返回false；
public boolean offer(E e) { //如果为null，就直接抛错 if (e == null) throw new NullPointerException(); //count表示队列中实际数量 final AtomicInteger count = this.count; //如果实际数量和队列最大容量相同，那么就不能再添加了，返回false if (count.get() == capacity) return false; int c = -1; //将元素封装成Node节点 Node<E> node = new Node<E>(e); final ReentrantLock putLock = this.putLock; //获取锁 putLock.lock(); try { //队列没有满，就把新的节点丢进去，递增计数器，为什么这里要进行判断呢？上面不是进行判断了么？ //还是由于并发，如果在上面那里判断容量之后，当前线程还没有获取锁，此时一个其他线程先获取锁然后执行offer方法然后释放锁，那么 //这里需要再判断一次 if (count.get() < capacity) { enqueue(node);
//注意getAndIncrement和incrementAndGet方法的区别，前者是返回自增之前的值，后者是返回自增之后的值 c = count.getAndIncrement(); //这里判断如果队列还没有满，就唤醒之前notFully条件队列中的线程，前面说过了notfull中存放的是什么线程 if (c 1 < capacity) notFull.signal(); } } finally { //释放锁 putLock.unlock(); } //如果c==0，表示队列中在添加节点之前就已经有一个节点了，就唤醒条件变量notEmpty中的线程，这些线程就会从队列中去取数据 if (c == 0) signalNotEmpty(); return c >= 0; } private void signalNotEmpty() { final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; takeLock.lock(); try { notEmpty.signal(); } finally { takeLock.unlock(); } }
三.put方法
这个方法在队列尾部插入一个元素，如果队列有空闲则插入后直接返回，否则就阻塞当前线程直到队列空闲再插入；而且当前线程在阻塞的时候被其他线程调用了中断方法，就会抛异常；
public void put(E e) throws InterruptedException { //如果插入的元素为null，直接抛异常 if (e == null) throw new NullPointerException(); int c = -1; //封装成一个节点 Node<E> node = new Node<E>(e); final ReentrantLock putLock = this.putLock; //原子变量记录队列中节点数量 final AtomicInteger count = this.count; //这个方法后面带有Interruptibly，说明当前线程获取锁后是可中断的 putLock.lockInterruptibly(); try { //节点数量到达了最大容量，就将当前线程放到条件变量notFull的队列中 while (count.get() == capacity) { notFull.await(); } //节点数量没有到最大，就在链表最后添加节点 enqueue(node); //计数器加一，注意如果count等于4，那么c还是等于4，这个方法是原子自增，返回原来的值，注意和incrementAndGet方法的区别 c = count.getAndIncrement(); //这里如果c 1<capacity的话，说明队列还没有满，就唤醒notFull中的线程可以往队列中添加元素 if (c 1 < capacity) notFull.signal(); } finally { //释放锁 putLock.unlock(); } //如果c==0表示队列中添加节点之前就已经有了一个节点，唤醒notEmpty中的线程去队列中取数据 if (c == 0) signalNotEmpty(); } private void signalNotEmpty() { final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; takeLock.lock(); try { notEmpty.signal(); } finally { takeLock.unlock(); } }
四.poll方法
这个方法是从头部移除一个元素，如果队列为空就返回null，这个方法不阻塞；
public E poll() { //记录队列中节点数量 final AtomicInteger count = this.count; //如果队列为空就返回null if (count.get() == 0) return null; E x = null; int c = -1; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; //获取锁 takeLock.lock(); try { //这里再判断一次也是为了防止在获取锁之前其他线程调用了poll方法取了节点 //如果队列不为空，计数器减一 if (count.get() > 0) { //删除第一个有数据的节点（由于第一个节点是哨兵节点，所以相当于删除的是第二个节点），方法实现在下面 x = dequeue(); c = count.getAndDecrement(); //如果c>1说明移除头节点之后，队列不为空，就唤醒notEmpty中条件队列中的线程去队列中取数据 if (c > 1) notEmpty.signal(); } } finally { //释放锁 takeLock.unlock(); } //这里这个判断，注意一下在原子类AtomicInteger中两个方法，比如初始值为5，那么调用decrementAndGet方法返回的事4， //而调用getAndDecrement方法返回的是5，我们这里额c调用的是后者，所以表示删除节点之前队列的数量 //所以这里的意思就是：如果删除队列之前的数量等于队列最大容量，那么删除之后队列肯定有空位置，于是就唤醒notFull条件队列中的线程 //往队列中添加新的节点 if (c == capacity) signalNotFull(); return x; } //这个方法很简单稍微提一下，就是将第一个哨兵节点自己引用自己，更好的被gc收集 //将head指向第二个节点，取出该节点的值，然后将该节点内的item置为null，此节点就变成了一个哨兵节点 private E dequeue() { //删除头节点 Node<E> h = head; Node<E> first = h.next; h.next = h; // help GC head = first; E x = first.item; first.item = null; return x; } private void signalNotFull() { final ReentrantLock putLock = this.putLock; putLock.lock(); try { notFull.signal(); } finally { putLock.unlock(); } }
五.peek方法
这个方法获取队列头部元素但是不移除该节点；
public E peek() { //队列为空，返回null if (count.get() == 0) return null; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; takeLock.lock(); try { //如果头节点的下一个节点是空，就返回null，因为此时头节点指的是哨兵节点啊 Node<E> first = head.next; if (first == null) return null; else //头节点的下一个节点不为空，那么下一个节点肯定有数据，拿过来就行了 return first.item; } finally { takeLock.unlock(); } }
六.take方法
当前方法跟peek方法基本一样，只不过这个方法是阻塞的：从队列头删除一个节点，如果队列为空则阻塞当前线程直到队列不为空再执行操作，如果在阻塞的时候其他线程修改了中断标志，那么该线程就抛错；
//这个方法其实和poll方法基本一样，没什么好说的，注意可以抛异常 public E take() throws InterruptedException { E x; int c = -1; final AtomicInteger count = this.count; final ReentrantLock takeLock = this.takeLock; //注意这里获取锁的方式 takeLock.lockInterruptibly(); try { while (count.get() == 0) { notEmpty.await(); } x = dequeue(); c = count.getAndDecrement(); if (c > 1) notEmpty.signal(); } finally { takeLock.unlock(); } if (c == capacity) signalNotFull(); return x; }
七.remove方法
删除队列中某个指定的元素，删除成功返回true，失败返回false；
public boolean remove(Object o) { //传入的是null，直接返回false if (o == null) return false; //获取两个锁，方法实现如下，在删除节点的时候，不能进行入队和出队操作，那些线程会被阻塞丢到AQS队列里 fullyLock(); try { //遍历找到对应的节点，删除掉，没找到返回false for (Node<E> trail = head, p = trail.next; p != null; trail = p, p = p.next) { if (o.equals(p.item)) { //删除节点的具体方法，实现在下面 unlink(p, trail); return true; } } return false; } finally { //释放两个锁，注意释放锁的顺序要和获取锁的顺序相反哟 fullyUnlock(); } } void fullyLock() { putLock.lock(); takeLock.lock(); } void fullyUnlock() { takeLock.unlock(); putLock.unlock(); } //删除其实很容易，就是跟普通链表的删除一样，就是把当前要删除的节点前面的节点指向后面的节点 void unlink(Node<E> p, Node<E> trail) { p.item = null; trail.next = p.next; if (last == p) last = trail; //还是注意getAndDecrement方法返回的是减一之前的值，如果减一之后队列不是满的，就唤醒notFull中条件队列中的线程往队列中添加节点 if (count.getAndDecrement() == capacity) notFull.signal(); }
八.总结
我们简单的看了看LinkedBlockingQueue中一些比较重要的方法，比上一篇的ConcurrentLinkedQueue容易好多呀！
其中ConcurrentLinkedQueue是*非阻塞队列，底层是用单向链表实现，入队和出队使用CAS实现；而LinkedBlockingQueue是有界阻塞队列，底层是用单向链表实现，入队和出队分别用独占锁的方式去处理，所以入队和出队是可以同时进行的，而且还为两个独占锁配置了两个条件队列，用于存放被阻塞的线层，注意，这里涉及到好几个队列，一个是独占锁的AQS队列，一个是条件队列，一个是存放数据的队列，不要弄混淆了啊！
用下面这个图强化记忆：
