自我表扬:《Dubbo 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
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前面的BlockingQueue都是单向的FIFO队列,而LinkedBlockingDeque则是一个由链表组成的双向阻塞队列,双向队列就意味着可以从对头、对尾两端插入和移除元素,同样意味着LinkedBlockingDeque支持FIFO、FILO两种操作方式。

LinkedBlockingDeque是可选容量的,在初始化时可以设置容量防止其过度膨胀,如果不设置,默认容量大小为Integer.MAX_VALUE。

LinkedBlockingDeque

LinkedBlockingDeque 继承AbstractQueue,实现接口BlockingDeque,而BlockingDeque又继承接口BlockingQueue,BlockingDeque是支持两个附加操作的 Queue,这两个操作是:获取元素时等待双端队列变为非空;存储元素时等待双端队列中的空间变得可用。这两类操作就为LinkedBlockingDeque 的双向操作Queue提供了可能。BlockingDeque接口提供了一系列的以First和Last结尾的方法,如addFirst、addLast、peekFirst、peekLast。

public class LinkedBlockingDeque<E>
extends AbstractQueue<E>
implements BlockingDeque<E>, java.io.Serializable {

// 双向链表的表头
transient Node<E> first;

// 双向链表的表尾
transient Node<E> last;

// 大小,双向链表中当前节点个数
private transient int count;

// 容量,在创建LinkedBlockingDeque时指定的
private final int capacity;

final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

private final Condition notEmpty = lock.newCondition();

private final Condition notFull = lock.newCondition();

}

通过上面的Lock可以看出,LinkedBlockingDeque底层实现机制与LinkedBlockingQueue一样,依然是通过互斥锁ReentrantLock 来实现,notEmpty 、notFull 两个Condition做协调生产者、消费者问题。

与其他BlockingQueue一样,节点还是使用内部类Node:

static final class Node<E> {
E item;

Node<E> prev;

Node<E> next;

Node(E x) {
item = x;
}
}

双向嘛,节点肯定得要有前驱prev、后继next咯。

基础方法

LinkedBlockingDeque 的add、put、offer、take、peek、poll系列方法都是通过调用XXXFirst,XXXLast方法。所以这里就仅以putFirst、putLast、pollFirst、pollLast分析下。

putFirst

putFirst(E e) :将指定的元素插入此双端队列的开头,必要时将一直等待可用空间。

public void putFirst(E e) throws InterruptedException {
// check null
if (e == null) throw new NullPointerException();
Node<E> node = new Node<E>(e);
// 获取锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
while (!linkFirst(node))
// 在notFull条件上等待,直到被唤醒或中断
notFull.await();
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}

先获取锁,然后调用linkFirst方法入列,最后释放锁。如果队列是满的则在notFull上面等待。linkFirst设置Node为对头:

private boolean linkFirst(Node<E> node) {
// 超出容量
if (count >= capacity)
return false;

// 首节点
Node<E> f = first;
// 新节点的next指向原first
node.next = f;
// 设置node为新的first
first = node;

// 没有尾节点,设置node为尾节点
if (last == null)
last = node;
// 有尾节点,那就将之前first的pre指向新增node
else
f.prev = node;
++count;
// 唤醒notEmpty
notEmpty.signal();
return true;
}

linkFirst主要是设置node节点队列的列头节点,成功返回true,如果队列满了返回false。整个过程还是比较简单的。

putLast

putLast(E e) :将指定的元素插入此双端队列的末尾,必要时将一直等待可用空间。

public void putLast(E e) throws InterruptedException {
if (e == null) throw new NullPointerException();
Node<E> node = new Node<E>(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
while (!linkLast(node))
notFull.await();
} finally {
lock.unlock();
}
}

调用linkLast将节点Node链接到队列尾部:

private boolean linkLast(Node<E> node) {
if (count >= capacity)
return false;
// 尾节点
Node<E> l = last;

// 将Node的前驱指向原本的last
node.prev = l;

// 将node设置为last
last = node;
// 首节点为null,则设置node为first
if (first == null)
first = node;
else
//非null,说明之前的last有值,就将之前的last的next指向node
l.next = node;
++count;
notEmpty.signal();
return true;
}

pollFirst

pollFirst():获取并移除此双端队列的第一个元素;如果此双端队列为空,则返回 null。

public E pollFirst() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return unlinkFirst();
} finally {
lock.unlock();
}
}

调用unlinkFirst移除队列首元素:

private E unlinkFirst() {
// 首节点
Node<E> f = first;

// 空队列,直接返回null
if (f == null)
return null;

// first.next
Node<E> n = f.next;

// 节点item
E item = f.item;

// 移除掉first ==> first = first.next
f.item = null;
f.next = f; // help GC
first = n;

// 移除后为空队列,仅有一个节点
if (n == null)
last = null;
else
// n的pre原来指向之前的first,现在n变为first了,pre指向null
n.prev = null;
--count;
notFull.signal();
return item;
}

pollLast

pollLast():获取并移除此双端队列的最后一个元素;如果此双端队列为空,则返回 null。

public E pollLast() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return unlinkLast();
} finally {
lock.unlock();
}
}

调用unlinkLast移除尾结点,链表空返回null :

private E unlinkLast() {
// assert lock.isHeldByCurrentThread();
Node<E> l = last;
if (l == null)
return null;
Node<E> p = l.prev;
E item = l.item;
l.item = null;
l.prev = l; // help GC
last = p;
if (p == null)
first = null;
else
p.next = null;
--count;
notFull.signal();
return item;
}

LinkedBlockingDeque大部分方法都是通过linkFirst、linkLast、unlinkFirst、unlinkLast这四个方法来实现的,因为是双向队列,所以他们都是针对first、last的操作,看懂这个整个LinkedBlockingDeque就不难了。

掌握了双向队列的插入、删除操作,LinkedBlockingDeque就没有任何难度可言了,数据结构的重要性啊!!!!

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文章目录
  1. 1. LinkedBlockingDeque
    1. 1.1. 基础方法
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