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在Java中BlockingQueue是否完全是线程安全的

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在Java中BlockingQueue是否完全是线程安全的

快速答案是肯定的,它们是线程安全的。但是不要让它在那里…

首先,一个小的内部管理

BlockingQueue
是一个接口,任何不是线程安全的实现都将破坏书面合同。您包括的链接是指
linkedBlockingQueue
,它具有一定的灵巧性。

您包含的链接引起了一个有趣的观察,是的,其中有两个锁

linkedBlockingQueue
。但是,它无法理解,实际上正在处理“简单”实现会被犯规的极端情况,这就是为什么take和put方法比起初期望的要复杂的原因。

linkedBlockingQueue
进行了优化,以避免在读取和写入时使用相同的锁,这减少了争用,但是对于正确的行为,它依赖于队列不为空。当队列中包含元素时,推送和弹出点不在内存的同一区域,可以避免争用。但是,当队列为空时,则无法避免争用,因此需要额外的代码来处理这种常见的“边缘”情况。这是代码复杂度和性能/可伸缩性之间的常见折衷。

接下来的问题是,如何

linkedBlockingQueue
知道队列何时为空/不为空,从而处理线程呢?答案是,它使用
AtomicInteger
Condition
作为两个额外的并发数据结构。所述
AtomicInteger
用于检查队列的长度是否是零,并且条件是用于等待一个信号时,队列可能是所希望的状态,以通知一个等待的线程。这种额外的协调确实会产生开销,但是在测量中已显示,在增加并发线程数时,此技术的开销低于使用单个锁引入的争用。

下面,我从复制了代码,

linkedBlockingQueue
并添加了解释它们如何工作的注释。在较高级别上,
take()
首先将所有其他呼叫锁定
take()
,然后
put()
根据需要发出信号。
put()
以类似的方式工作,首先阻止所有其他呼叫
put()
,然后
take()
在必要时发出信号。

put()
方法:

    // putLock coordinates the calls to put() only; further coordination    // between put() and take() follows below    putLock.lockInterruptibly();    try {        // block while the queue is full; count is shared between put() and take()        // and is safely visible between cores but prone to change between calls        // a while loop is used because state can change between signals, which is        // why signals get rechecked and resent.. read on to see more of that         while (count.get() == capacity) {      notFull.await();        }        // we know that the queue is not full so add        enqueue(e);        c = count.getAndIncrement();        // if the queue is not full, send a signal to wake up         // any thread that is possibly waiting for the queue to be a little        // emptier -- note that this is logically part of 'take()' but it        // has to be here because take() blocks itself        if (c + 1 < capacity) notFull.signal();    } finally {        putLock.unlock();    }    if (c == 0)        signalNotEmpty();

take()

    takeLock.lockInterruptibly();    try { // wait for the queue to stop being empty while (count.get() == 0) {     notEmpty.await(); }        // remove element        x = dequeue();        // decrement shared count        c = count.getAndDecrement();        // send signal that the queue is not empty        // note that this is logically part of put(), but        // for thread coordination reasons is here        if (c > 1) notEmpty.signal();    } finally {        takeLock.unlock();    }    if (c == capacity)        signalNotFull();


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