Object类与阻塞队列

Object类

介绍

Object类是Java所有类的根类，Java中的类都要直接或间接继承Object类，所以Object类中定义的方法是所有Java对象的通用行为

内容

首先，Object类中有一个空的的构造方法 public Object() {}。由于Java中如果子类没有显式地调用父类的构造方法，编译器会自动调用父类的构造方法，而Object是所有类的根类，如果没有构造方法，那么Java中的其他类在实例化时会找不到其Object类的构造方法而导致编译失败。
不过如果一个类如果没有显式的定义构造方法，编译器会默认生成 一个构造方法，即使JDK的源码中现实的构造了这个方法，其效果也等价于"不编写构造方法，编译器自动构造一个构造方法"。
public final native Class<?> getClass(); 该方法用于返回当前对象运行时类的class对象，class对象包括当前类的各种信息（类名、接口、方法、父类等）。
public native int hashCode(); 该方法用于获取对象的哈希码，哈希码可以让哈希表以O(1)的时间复杂度进行插入、删除、查找操作。哈希表的存储逻辑是使用数组完成的，获得某个对象的哈希码后，可以通过哈希算法得到该对象的数组索引，用数组的索引访问可以得到桶，而由于桶内的元素通常是常数，在桶内（链表等方式存储）进行增删查的操作的时间复杂度也是O(1)，所以哈希码可以使Java集合框架高效运行
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); } 该方法通过比较两个对象的引用地址来判断两个对象是否相等。如果需要判断两个对象的逻辑是否相同，而不是简单的判断引用地址是否相同的话，则需要重写equals方法，重写equals方法的同时也需要重写hashCode方法 ，因为相同对象的哈希码必须相同。
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;该方法用于克隆一个对象的副本。该副本需要满足：副本与原始对象应是不同对象；副本与原始对象对应的类应相同；副本与原始对象在逻辑上相等（需重写equals方法），但不强制（因为clone方法默认执行浅拷贝，只复制当前字段值，如果需要深拷贝，直接重写clone方法即可）。
public String toString() { return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode()); }该方法用于返回对象的"文本表示"，其默认返回格式为"类名+@+哈希码的十六进制无符号表示"，一般对于自定义的类，我们是需要进行重写toString方法以得到更加可读的文本信息。
线程同步的相关方法： notify(),notifyAll(),wait() 这三个方法都是用于多线程间的协作，必须由持有线程监听器锁的线程调用，否则会抛出异常。对象监听器的工作流程：

某个对象obj会有一个关联的monitor（对象监听器），这个monitor会维护两个队列：入口集（Entry Set）、等待集（Wait Set）。入口集用于存放所有正在等待获取monitor锁的线程，等待集用于存放调用了obj.wait()方法后，释放锁并等待的线程。初始状态monitor并未被任何线程持有（锁空闲）
当线程t1进入synchronized(obj){}时，该线程会尝试持有obj的monitor，此时obj的monitor并未被持有，因此t1线程成功持有obj的monitor，并开始执行synchronized代码块中的代码。
若此时有一个线程t2尝试进入synchronized(obj){}时，由于obj的monitor已经被线程t1所占用，t2无法获取monitor并会被阻塞，此时的t2将会进入入口集并等待。
此时如果t1在执行synchronized(obj){}代码块时执行了wait()方法，t1线程会释放锁，并进入等待集进行等待。此时obj的monitor便会被释放，处于空闲状态，位于入口集的线程（如t2）会竞争该monitor
当t2持有锁之后，开始执行代码块中的内容，若此时执行了notify()方法，等待集中的线程会被随机选择一个，将它转移到入口集。
t2执行完毕代码或执行wait()后，它会释放锁，此时位于入口集的线程会竞争锁，谁拿到了monitor谁就可以执行代码块中的内容。假如是刚刚的t1拿到了锁，它就会从wait()的调用处继续执行代码，因此，wait()经常会放在while循环中，直到条件满足后才让它继续执行代码。

阻塞队列的实现

思路逻辑

用好wait() 和notifyAll()方法，让队列满（空）的时候，无法进行入队（出队）操作即可

代码实现

java 复制代码

package com.nwu.by0321_SimpleBlockingQueue;

import java.util.LinkedList;

public class SimpleBlockingQueue <T> {
    private LinkedList<T> list ;    //用链表来实现队列
    int capacity;
    public SimpleBlockingQueue(int capacity) {  //创建构造方法，判断大小是否合规
        if (capacity <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        this.capacity = capacity;
        list=new LinkedList<>();
    }

    public synchronized int size(){
        return list.size();
    }

    public synchronized void put(T t) throws InterruptedException{  //入队方法
        //若队列满，则等待
        while(list.size()==capacity){
            wait();
        }
        //未满则直接添加元素
        list.add(t);
        notifyAll();
    }

    public synchronized T take() throws InterruptedException{   //出队
        //如果为空则等待
        while(list.isEmpty()){
            wait();
        }
        T t=list.remove();
        notifyAll();
        return t  ;//删除并返回第一个值
    }
}
class Main{
    public static void main(String[] args) {
        SimpleBlockingQueue<String> bq=new SimpleBlockingQueue<>(5);
        Thread t1= new Thread(){    //生产线程
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 21; i++) {
                    if(i!=21){
                        try {
                            sleep(500);
                            bq.put("Task"+i);//添加10个任务
                            System.out.println("正在生产任务----------"+"Task"+i);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            throw new RuntimeException(e);
                        }
                    }else{
                        try {
                            bq.put(" ");
                        } catch (InterruptedException e) {
                            throw new RuntimeException(e);
                        }
                    }

                }
            }
        };
        t1.start();
        Thread t2= new Thread(){    //加工线程
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        sleep(1000);
                        String str=bq.take();
                        System.out.println(str+"已完成加工");
                        if(str.equals(" ")){
                            break;
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }
        };
        t2.start();
        Thread t3= new Thread(){    //监听线程
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        sleep(500);
                        System.out.println("当前还剩"+bq.size()+"个任务未加工完成");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }
        };
        t3.start();
    }
}

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