Java 동시 프로그래밍에서 LinkedBlockingQueue 대기열을 사용하는 방법은 무엇입니까?

LinkedBlockingQueue도 단방향 연결 목록을 사용하여 구현됩니다. 또한 첫 번째 노드와 마지막 노드를 각각 저장하는 데 사용되는 두 개의 노드가 있으며, 초기 값이 0인 원자 변수 개수도 있습니다. 대기열 요소의 수를 기록합니다. ReentrantLock의 인스턴스도 두 개 있는데, 이는 각각 요소를 입력하고 대기열에서 제거하는 것을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 그중 takeLock은 동시에 하나의 스레드만 대기열 헤드에서 요소를 가져올 수 있고 다른 스레드는 반드시 가져오도록 제어하는 ​​데 사용됩니다. PutLock은 하나의 스레드만 동시에 대기열 헤드에서 요소를 얻을 수 있도록 제어합니다. 한 스레드는 잠금을 획득하고 대기열 끝에 요소를 추가할 수 있으며 다른 스레드는 대기해야 합니다. 또한 notEmpty 및 notFull은 대기열에 들어가고 나갈 때 차단되는 스레드를 저장하는 내부 조건 대기열을 가지고 있습니다. 다음은 배타적 잠금을 생성하는 코드입니다.

private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();

/** Lock held by take, poll, etc */
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();

/** Wait queue for waiting takes */
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();

/** Lock held by put, offer, etc */
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();

/** Wait queue for waiting puts */
private final Condition notFull = putLock.newCondition();

• 호출 스레드가 LinkedBlockingQueue 인스턴스에서 take 및 poll과 같은 작업을 수행할 때 하나의 스레드만 연결된 목록의 헤드 노드를 동시에 작동할 수 있도록 takeLock 잠금을 획득해야 합니다. 또한 조건 변수 notEmpty 내부의 조건 대기열 유지 관리는 takeLock의 잠금 상태 관리 메커니즘을 사용하므로 호출 스레드는 notEmpty의 wait 및 signal 메서드를 호출하기 전에 먼저 takeLock 잠금을 획득해야 합니다. 그렇지 않으면 IllegalMonitorStateException 예외가 발생합니다. . NotEmpty는 내부적으로 조건 대기열을 유지 관리합니다. 스레드가 takeLock을 획득하고 notEmpty의 대기 메서드를 호출하면 호출 스레드가 차단되고 스레드가 notEmpty 신호를 호출할 때까지 기다리기 위해 해당 스레드가 notEmpty 내부의 조건 대기열에 배치됩니다. 방법.

• LinkedBlockingQueue 인스턴스에서 Put, Offer 및 기타 작업을 수행할 때 하나의 스레드만 연결된 목록의 테일 노드를 동시에 작동할 수 있도록 putLock 잠금을 획득해야 합니다. 마찬가지로 조건 변수 notFull 내부의 조건 큐 유지 관리는 putLock의 잠금 상태 관리 메커니즘을 사용하므로 호출 스레드는 notFull의 wait 및 signal 메서드를 호출하기 전에 먼저 putLock 잠금을 획득해야 합니다. 그렇지 않으면 IllegalMonitorStateException 예외가 발생합니다. NotFull은 내부적으로 조건 대기열을 유지 관리합니다. 스레드가 putLock 잠금을 획득하고 notFull의 wait 메서드를 호출하면 호출 스레드가 차단되고 스레드가 notFull을 호출할 때까지 기다리기 위해 해당 스레드가 notFull 내부의 조건 대기열에 배치됩니다. 신호방식. 다음은 LinkedBlockingQueue의 매개변수 없는 생성자에 대한 코드입니다.

다음은 LinkedBlockingQueue

public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
public LinkedBlockingQueue() {
    this(Integer.MAX_VALUE);
}


public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
    if (capacity <= 0) throw new IllegalAgrumentException();
    this.capacity = capacity;
    last = head = new Node<E>(null);
}

의 매개변수 없는 구성 코드입니다.

public boolean offer(E e) {
//(1)
    if (e == null) throw new NullPointerException();
    //(2)
    final AtomicInteger count = this.count;
    if (count.get() == capacity)
        return false;
        //(3)
    int c = -1;
    Node<E> node = new Node<E>(e);
    final ReentrantLock putLock = this.putLock;
    putLock.lock();
    try {
    //(4)
        if (count.get() < capacity) {
            enqueue(node);
            c = count.getAndIncrement();
            //(5)
            if (c + 1 < capacity)
                notFull.signal();
        }
    } finally {
    //(6)
        putLock.unlock();
    }
    //(7)
    if (c == 0)
        signalNotEmpty();
        //(8)
    return c >= 0;
}

이 코드를 보면 기본 대기열 용량이 0x7fffffff이고 사용자가 직접 용량을 지정할 수도 있으므로 어느 정도는 가능합니다. LinkedBlockingQueue는 제한된 차단 대기열이라고 말했습니다.

offer Operation

rrreee

Code(2)는 현재 대기열이 가득 찼는지 확인하고 현재 요소를 삭제하고 false를 반환합니다.

Code(3)는 현재 스레드가 잠금을 획득한 후 putLock 잠금을 획득합니다. put 및 제안을 운영하는 스레드가 차단됩니다(차단된 스레드는 putLock 잠금의 AQS 차단 대기열에 배치됩니다).

여기서 코드(4)는 현재 대기열이 가득 찼는지 여부를 다시 판단합니다. 이는 코드(2) 실행 및 putLock 잠금 획득 중에 다른 스레드가 넣기 또는 제안 작업을 통해 대기열에 새 요소를 추가했을 수 있기 때문입니다. . 대기열이 실제로 가득 차지 않은 경우 새 요소가 대기열에 추가되고 카운터가 증가합니다.

코드(5)는 새 요소가 대기열에 추가된 후에도 대기열에 여유 공간이 남아 있으면 notFull의 대기 작업이 호출되기 때문에 notFull을 깨우는 조건부 대기열의 요소가 차단된다는 것을 확인합니다(예: put 메소드가 실행되고 큐가 가득 찬 경우) 스레드, 큐가 이제 유휴 상태이므로 큐에 있던 스레드를 미리 깨울 수 있습니다.

코드(6)는 획득한 putLock 잠금을 해제합니다. try 블록이 예외를 발생시키더라도 finally가 실행되기 때문에 잠금 해제는 finally에서 수행되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 또한 잠금이 해제된 후 put 작업 호출로 인해 차단된 다른 스레드 중 하나가 잠금을 획득하게 됩니다. 코드 (7)의

C0은 잠금을 해제하기 위해 코드 (6)을 실행할 때 대기열에 요소가 하나 이상 있음을 나타냅니다. 대기열에 요소가 있으면 signalNotEmpty 작업이 실행됩니다.🎜

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