【JAVA高级面试题】运用锁机制实现一个自定义的阻塞队列

文章目录

前言

前几天看见一个高级Java面试题,我觉得很有代表意义。既考察了面试者的基本锁机制运用,也了解了阻塞队列的产生实现原理。先分享出来,以供鉴赏。

面试题:实现一个自定义的阻塞队列,它应该支持以下功能:

添加元素到队列末尾(如果队列已满,则阻塞添加线程直到有空间)

从队列头部移除元素(如果队列为空,则阻塞获取元素的线程直到有元素可消费)

查询队列是否为空

查询队列是否已满

要求使用Java的ReentrantLock和Condition类来实现线程间的同步。

实战演示

既然题目说到了使用Java的ReentrantLock和Condition类来实现线程间的同步,也就为我们指明了方向,直接可以按照题目的思路进行编码。当然,如果题目没有要求使用技术点,你是否知道还有哪些方式可以实现这个阻塞队列呢?

自定义阻塞队列编码如下:

bash 复制代码
/**
 * CustomBlockingQueue
 * @author senfel
 * @date 2024/2/21 12:50
 */
public class CustomBlockingQueue<T> {
    private final LinkedList<T> queue = new LinkedList<>();
    private final int capacity;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();

    public CustomBlockingQueue(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

    /**
     * put
     * @author senfel
     * @date 2024/2/21 12:52
     * @return void
     */
    public void put(T item) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == capacity) {
                notFull.await();
            }
            if (queue.isEmpty()) {
                notEmpty.signal(); // 如果之前有等待的消费者,现在可以唤醒了
            }
            queue.addLast(item);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * take
     * @author senfel
     * @date 2024/2/21 12:59
     * @return void
     */
    public T take() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                notEmpty.await();
            }
            if (queue.size() == capacity) {
                notFull.signal(); // 如果之前有等待的生产者,现在可以唤醒了
            }
            return queue.removeFirst();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    public boolean isEmpty() {
        lock.lock();
        try {
            return queue.isEmpty();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public boolean isFull() {
        lock.lock();
        try {
            return queue.size() == capacity;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

写在最后

这个CustomBlockingQueue类使用了Java并发包中的ReentrantLock作为锁机制,并通过其条件变量notEmpty和notFull分别管理队列空和队列满的情况。当队列满时,调用put方法会阻塞,直到有空间;当队列空时,调用take方法也会阻塞,直到有元素可消费。同时,当添加或删除元素改变队列状态时,会适当调整对应的条件变量以唤醒等待的线程。

相关推荐
白狐_7987 分钟前
408数据结构第8章:排序②——性质对比秒杀、场景选择与外部排序
java·数据结构·算法
zander25829 分钟前
LeetCode 84:柱状图中的最大矩形——单调栈如何确定左右边界
java·数据结构·算法
码匠许师傅1 小时前
【C++ 面试真题】聊聊 C++ 的拷贝构造与拷贝赋值
java·c++·面试
qq_448011161 小时前
C语言中的动态内存分配
c语言·开发语言·php
汉字萌萌哒2 小时前
2024CSP-J入门级C++真题详解
开发语言·c++
arbboter2 小时前
【网络工具】NetProxy网络代理用户手册
开发语言·网络·c#·网络代理·网络异常·代理工具
极创信息2 小时前
系统安全隐患全方位排查方案:标准化渗透测试全流程
java·opencv·struts·数据挖掘·eclipse·语音识别·hibernate
汉字萌萌哒3 小时前
2019CCF-CSP入门级C++试题解析
java·开发语言·c++
叠层归一研究院3 小时前
AGI 系统(十一):二阶网络 — 二阶递归 × 多主体 (元符号网络)
开发语言·人工智能·算法·php·agi
喜欢的名字被抢了3 小时前
程序出问题怎么查,以及如何让它不掉线
java·运维·数据库