【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
大风起兮云飞扬丶10 小时前
Java——枚举
java·开发语言
小灰灰搞电子10 小时前
Rust+Slint 实现高级动态消息提示框源码分享
开发语言·rust
Dev _10 小时前
Python解释器安装在系统级目录导致命令行用户‌没有权限‌向该目录写入文件
开发语言·python
qq_4069810310 小时前
大白话rust系列08 当变量遮蔽遇上引用,探究变量遮蔽的本质
开发语言·后端·rust
ReStock活库10 小时前
Zephyr异步SPI调用返回后,为什么不能立即复用发送缓冲区?
java·前端·网络
微微%10 小时前
从零搭建一个java开发环境
java·idea2023·jdk17
喵了几个咪10 小时前
GoWind ShortPlay 拆解:不用模型的推荐闭环——埋点回流、三路召回与已看去重
开发语言·后端·微服务·golang·gowind
谙弆悕博士10 小时前
用 C 写了个 Windows 聊天室,踩了几个多线程和控制台的坑
c语言·开发语言·c++·windows·网络编程·聊天室
SimonKing10 小时前
又找到一个纯Java的OCR项目,识别的格式还挺多
java·后端·程序员
Canmag 兴隆磁性11 小时前
回复磁导率 μ_R:永磁体在动态磁路中的关键参数
开发语言·学习·r语言·永磁材料·充磁·磁导率