【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
蹊黎1 小时前
C++中vector类的部分简单实现
开发语言·c++·visual studio
驭渊的小故事1 小时前
MyBatis XML 开发实战:从配置到 CRUD 全解析
xml·java·mybatis
哦虎!6 小时前
【JavaEE】网络初识
java
for_ever_love__7 小时前
MySQL ORDER BY 排序优化:从 Using filesort 到索引有序扫描(含双路 / 单路排序原理)
java·mysql·优化·存储·by·order·filesort
程序猿追7 小时前
kotlin-retry 接入鸿蒙后,怎样确认它真的会停止重试
开发语言·kotlin·harmonyos
我是人✓7 小时前
Java文件上传三方式对比:从传统到SpringBoot
java·开发语言
智能直播7 小时前
网络RTMP拉流不卡顿、声音不同步,一文讲透缓冲区、时间戳
开发语言·ffmpeg·php·音视频·视频编解码
欣栀♡8 小时前
JVM 频繁 Full GC 先看日志括号里的 cause,jstat 的 FGC 在 JDK 8 上会骗人
java·jvm
IT研究室8 小时前
最新计算机毕业设计选题推荐-基于spring boot的葡萄酒文化宣传网站-网站-文档指导-Java-springboot
java·spring boot·课程设计
慧都小项8 小时前
MyEclipse 中创建和测试 JAX-RS REST 接口:从项目配置到 REST Explorer
java·restful·myeclipse·jax-rs