【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
1024奇点4 小时前
【仓颉语言入门 · 第二篇 第 22 课】
开发语言·ide·开源
Warren2Lynch5 小时前
C4 模型详解:利用 Visual Paradigm 可视化软件架构的综合指南
开发语言·uml
天河归来5 小时前
第三方接口不稳定,如何让核心任务继续完成
java·大数据
Knight_AL6 小时前
Java 文件下载时文件名中的 `#` 被转换成 `%23`?一次 URL 编码与解码问题排查
java·开发语言
FRing036 小时前
vue2干货总结2(v-bind、v-for、v-model、指令修饰符、v-bind操作class和style)
开发语言·前端·vue.js·vue2
by209997 小时前
C++ 智能指针的所有权与使用
开发语言·c++·经验分享
砚底藏山河7 小时前
python量化自定义周期 K 线合成
java·开发语言·数据库·python·金融
IT召唤狮7 小时前
开源企业级零信任项目Pangolin,零信任能挡住PHP核弹漏洞吗?
开发语言·开源·php
知已难寻7 小时前
03 · OpenStack的计算管理 Nova
运维·服务器·开发语言·云原生·云计算·openstack·开源软件
Rover Ramble7 小时前
C++ 用互斥锁实现读写锁
开发语言·c++