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當(dāng)Java LinkedBlocking Queue只有一個(gè)元素時(shí)，如果同時(shí)放置和取出會(huì)發(fā)生什么？

Java

繁華開(kāi)滿天機(jī) 2019-04-04 22:15:48

LinkedBlocking Queue有兩個(gè)鎖，一個(gè)用于put，一個(gè)用于take。當(dāng)隊(duì)列的大小為1時(shí)，我認(rèn)為兩個(gè)線程可以同時(shí)鎖定和操作隊(duì)列，這將導(dǎo)致未定義的行為。我錯(cuò)了嗎？// method put: // method take: // put lock // take lock putLocK.lockInterruptibly(); takeLock.lockInterruptibly(); ... ... while(count.get() == capacity){ while(count.get() == 0){ notFull.await(); notEmpty.await(); } } enqueue(node); x = dequeue();// method enqueue: // method dequeue: last = last.next = node; Node<E> h = head; ... Node<E> first = h.next; h.next = h; head = first; E x = first.item; first.item = null; return x;當(dāng)隊(duì)列中只有一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，顯然可以將線程和線程鎖定，因此它們將分別在方法入隊(duì)和出隊(duì)中執(zhí)行代碼。我的意思是如果線程進(jìn)入方法出列，在所有指針修改后，不會(huì)與enqueue中的代碼沖突？這里的鏈接說(shuō)“但是當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，無(wú)法避免爭(zhēng)用，因此需要額外的代碼來(lái)處理這種常見(jiàn)的”邊緣“情況”在Java中，BlockingQueue是否完全是線程安全的

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3 回答

慕碼人2483693

TA貢獻(xiàn)1860條經(jīng)驗(yàn) 獲得超9個(gè)贊

BlockingQueue 的javadoc（LinkedBlockingQueue的超類）聲明：

BlockingQueue實(shí)現(xiàn)是線程安全的。所有排隊(duì)方法都使用內(nèi)部鎖或其他形式的并發(fā)控制以原子方式實(shí)現(xiàn)其效果。

“原子地”一詞意味著如果兩個(gè)操作（例如a put和a take）同時(shí)發(fā)生，那么實(shí)現(xiàn)將確保它們根據(jù)合同行為。效果會(huì)仿佛在put之前發(fā)生get，反之亦然。這也適用于邊緣情況，例如具有一個(gè)元素的隊(duì)列示例。

實(shí)際上，由于put并且get正在阻塞操作，因此兩個(gè)操作的相對(duì)順序無(wú)關(guān)緊要。與offer/ poll或add/ remove順序做的事，但你無(wú)法控制它。

請(qǐng)注意，上述內(nèi)容完全基于javadoc所說(shuō)的內(nèi)容。假設(shè)我已正確解釋了javadoc，那么它適用于所有^1個(gè) BlockingQueue實(shí)現(xiàn)，無(wú)論它們是使用一個(gè)還是兩個(gè)鎖......或者根本不使用。如果BlockingQueue實(shí)現(xiàn)不像上面那樣，那就是一個(gè)錯(cuò)誤！

^{1 - 正確實(shí)現(xiàn)API的所有實(shí)現(xiàn)。這應(yīng)該涵蓋所有Java SE類。}

反對(duì) 回復(fù) 2019-05-15

慕絲7291255

TA貢獻(xiàn)1859條經(jīng)驗(yàn) 獲得超6個(gè)贊

put 實(shí)施一個(gè) LinkedBlockingQueue

public void put(E e) throws InterruptedException {
    // some lock and node code

    // the part that matters here
    try {

        while (count.get() == capacity) {
            notFull.await();
        }

        // put the item in the queue.
    } finally {
        // not important here
    }}

基本上，在put調(diào)用線程wait中，容量小于最大持續(xù)時(shí)間。

即使將值放在隊(duì)列上的線程抓取與take線程不同的鎖，它也會(huì)等待將其添加到隊(duì)列中，直到隊(duì)列未滿。

take有一個(gè)類似的實(shí)現(xiàn)，notEmpty而不是notFull。

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反對(duì) 回復(fù) 2019-05-15

慕哥6287543

TA貢獻(xiàn)1831條經(jīng)驗(yàn) 獲得超10個(gè)贊

經(jīng)過(guò)2天的搜索，我終于明白了...當(dāng)隊(duì)列中只有一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，根據(jù)LinkedBlocking Queue的設(shè)計(jì)，實(shí)際上有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：虛擬頭和真實(shí)項(xiàng)目（同時(shí)最后指向它）。確實(shí)，put thread和take thread都可以獲得鎖定，但是它們會(huì)修改隊(duì)列的不同部分。

Put線程會(huì)調(diào)用

last = last.next = node; // last points to the only item in queue

拿線程會(huì)打電話

Node<E> h = head;

Node<E> first = h.next; // first also points to the only item in queue

h.next = h;

head = first;

E x = first.item;

first.item = null;

return x;

這兩個(gè)線程的交集是最后指向put線程以及在線程中首先指向的線程。請(qǐng)注意，put thread僅修改last.item并且take thread僅修改first.next。雖然這兩個(gè)線程修改了同一個(gè)對(duì)象實(shí)例，但它們會(huì)修改它的不同成員，并且不會(huì)導(dǎo)致任何線程沖突。

反對(duì) 回復(fù) 2019-05-15