阻塞队列-双锁实现

我们原来单锁的话容易比较双锁来讲效率较低，而且size变量是线程不安全的，我们用双锁来进行优化

队列接口

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public interface BlockingQueue <E>{
    void offer(E e) throws InterruptedException;
    Boolean offer(E e,long timeout) throws InterruptedException;
    E poll() throws InterruptedException;
}

阻塞队列双锁实现类

我们的双锁实现的精髓就是

我们添加元素之后，获得poll的锁之后，只唤醒一次poll线程，如果还有其他poll线程，由poll线程自己判断是否需要唤醒其他的poll线程

相应的我们删除元素之后，获得offer锁之后，只唤醒一次offer线程，由offer线程内部去判断是否需要唤醒其他offer线程

java 复制代码

public class ArrayBlockQueueTwoLock<E> implements BlockingQueue<E> {
    private final E[] array;
    private int head;//记录出队时候的头指针
    private int tail;//记录入队的指针
    //记录数组 个数  但是多线程下 单纯的int 是线程不安全的  我们换成线程安全的
    AtomicInteger size = new AtomicInteger(0);
    //双锁 实现 我们让  offer 线程 和poll线程分别持有一把锁
    private ReentrantLock tailLock = new ReentrantLock();//offer 线程的锁

    private ReentrantLock headLock = new ReentrantLock();//poll线程的锁
    private Condition headWait = headLock.newCondition();//控制 入队的 同步队列
    private Condition tailWait = tailLock.newCondition();//控制出队的同步队列

    public ArrayBlockQueueTwoLock(int capacity) {
        array = (E[]) new Object[capacity];
    }

    private Boolean isFull() {
        return size.get() == array.length;
    }

    private Boolean isEmpty() {
        return size.get() == 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ArrayBlockingQueue{" +
                "array=" + Arrays.toString(array) +
                '}';
    }

    @Override
    public void offer(E e) throws InterruptedException {
        int count;//我们单纯的双锁 进行 判断 优化的还是不够好
        // 我们加一个计数器  加入同时有多个线程阻塞
        // 我们通过计数器判断 是应该单个线程 直接唤醒多个剩余的offer线程 还是单个线程只加锁一次
        tailLock.lockInterruptibly();
        try {
            while (isFull()) {
                tailWait.await();//如果满了 加入等待队列
            }
            array[tail] = e;
            if (++tail == array.length) {
                tail = 0;
            }
            count = size.incrementAndGet();//返回原来的数 并且 返回之后加1
            //如果有三个 offer 线程等待加入  发现 size为空 那我们 直接唤醒剩下的offer线程
            if (count < array.length) {
                tailWait.signal();
            }
        } finally {
            tailLock.unlock();
        }
        //如果 不为空队列的时候 加入一个 唤醒  删除的线程
        //我们唤醒 删除线程只需要唤醒 一次 即可
        // 后续的 让 删除的线程 自己去判断是否应该唤醒 其他的删除线程
        if(count==1){
            headLock.lockInterruptibly();
            try {
                headWait.signal();
            } finally {
                headLock.unlock();
            }
        }

    }

    @Override
    public E poll() throws InterruptedException {
        E e;
        int count;
        headLock.lockInterruptibly();
        try {
            while (isEmpty()) {
                headWait.await();//如果为空 一直等待
            }
            e = array[head];
            array[head] = null;
            if (++head == array.length) {
                head = 0;
            }
            count = size.decrementAndGet();
            //如果这时候排了几个删除的线程 我们发现 count 不为空 那么直接唤醒删除的线程
            if (count > 0) {
                headWait.signal();
            }
        } finally {
            headLock.unlock();
        }
        //如果队列满的时候 删除一个 元素之后  需要唤醒等待的 offer线程  我们也只需要唤醒一次就行
        // 写到 poll锁中容易死锁 所以我们把锁分开
        if(count==array.length-1){
            tailLock.lockInterruptibly();
            try {
                tailWait.signal();
            } finally {
                tailLock.unlock();
            }
        }
        return e;
    }

    @Override
    public Boolean offer(E e, long timeout) throws InterruptedException {
        return null;
    }

}