【JUC】ArrayBlockingQueue之Condition应用

阻塞队列是一种生产者、消费者模式的应用；
ArrayBlockingQueue从源码角度来看，其本质是condition的一种应用

一、样例及原理

// == 1.队列初始化
ArrayBlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(100);

// == 2.入队
Thread threadA = new Thread(()->{
    try {
        queue.put(new Object());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
});
threadA.start();

// == 3.出队
Thread threadB = new Thread(()->{
    try {
        Object object = queue.take();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
});
threadB.start();

1.元素A加入队列并被消费流程

创建ArrayBlockingQueue时会构建一个数组，用来存放元素；同时会创建一个notEmpty的condition条件。
①、生产者生产元素
元素A会存放在数组中，同时会触发notEmpty这个condition的signal方法唤醒被阻塞的消费者。
②、消费者消费元素
此时另一个线程消费，本着FIFO原则元素A会被移除出数组，当数组元素的length=0时，触发await方法阻塞消费者

2.队列已满元素N被消费流程

见下图（逻辑类似，不做分析了，懒~）

二、源码分析

1.初始化

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
    if (capacity <= 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    // 初始化数组
    this.items = new Object[capacity];
    // fair=false,非公平锁
    lock = new ReentrantLock(fair);
    // 两个condition，不空、不满
    notEmpty = lock.newCondition();
    notFull =  lock.newCondition();
}

2.入队put

public void put(E e) throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // ## 加锁，被中断则抛出异常（抛异常是doAcquireInterruptibly()与acquireQueued()的主要区别)）
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        // -- 1.队列满了，await阻塞
        while (count == items.length){
            notFull.await();
        }
        // -- 2.队列未满，入队
        enqueue(e);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}


// -- 2.队列未满，入队逻辑
java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue#enqueue
private void enqueue(E x) {
    final Object[] items = this.items;
    items[putIndex] = x;
    if (++putIndex == items.length)
        putIndex = 0;
    count++;
    // ## 唤醒notEmpty的condition
    notEmpty.signal();
}

3.出队take

public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    // 加锁
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        // -- 1.队列空，则阻塞
        while (count == 0)
            notEmpty.await();
        // -- 2.队列不空，出队
        return dequeue();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

// -- 2.队列不空，出队
java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue#dequeue
private E dequeue() {
    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();
    // ## 唤醒notFull条件
    notFull.signal();
    return x;
}