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java中的隊列

發布時間:2023-08-30 16:43:25

java 中 阻塞隊列 非阻塞隊列 和普通隊列的區別是什麼

阻塞隊列與普通隊列的區別在於,當隊列是空的時,從隊列中獲取元素的操作將會被阻塞,或者當隊列是滿時,往隊列里添加元素的操作會被阻塞。試圖從空的阻塞隊列中獲取元素的線程將會被阻塞,直到其他的線程往空的隊列插入新的元素。同樣,試圖往已滿的阻塞隊列中添加新元素的線程同樣也會被阻塞,直到其他的線程使隊列重新變得空閑起來,如從隊列中移除一個或者多個元素,或者完全清空隊列.
1.ArrayDeque, (數組雙端隊列)
2.PriorityQueue, (優先順序隊列)
3.ConcurrentLinkedQueue, (基於鏈表的並發隊列)
4.DelayQueue, (延期阻塞隊列)(阻塞隊列實現了BlockingQueue介面)
5.ArrayBlockingQueue, (基於數組的並發阻塞隊列)
6.LinkedBlockingQueue, (基於鏈表的FIFO阻塞隊列)
7.LinkedBlockingDeque, (基於鏈表的FIFO雙端阻塞隊列)
8.PriorityBlockingQueue, (帶優先順序的無界阻塞隊列)
9.SynchronousQueue (並發同步阻塞隊列)
阻塞隊列和生產者-消費者模式
阻塞隊列(Blocking queue)提供了可阻塞的put和take方法,它們與可定時的offer和poll是等價的。如果Queue已經滿了,put方法會被阻塞直到有空間可用;如果Queue是空的,那麼take方法會被阻塞,直到有元素可用。Queue的長度可以有限,也可以無限;無限的Queue永遠不會充滿,所以它的put方法永遠不會阻塞。
阻塞隊列支持生產者-消費者設計模式。一個生產者-消費者設計分離了「生產產品」和「消費產品」。該模式不會發現一個工作便立即處理,而是把工作置於一個任務(「to do」)清單中,以備後期處理。生產者-消費者模式簡化了開發,因為它解除了生產者和消費者之間相互依賴的代碼。生產者和消費者以不同的或者變化的速度生產和消費數據,生產者-消費者模式將這些活動解耦,因而簡化了工作負荷的管理。
生產者-消費者設計是圍繞阻塞隊列展開的,生產者把數據放入隊列,並使數據可用,當消費者為適當的行為做准備時會從隊列中獲取數據。生產者不需要知道消費者的省份或者數量,甚至根本沒有消費者—它們只負責把數據放入隊列。類似地,消費者也不需要知道生產者是誰,以及是誰給它們安排的工作。BlockingQueue可以使用任意數量的生產者和消費者,從而簡化了生產者-消費者設計的實現。最常見的生產者-消費者設計是將線程池與工作隊列相結合。
阻塞隊列簡化了消費者的編碼,因為take會保持阻塞直到可用數據出現。如果生產者不能足夠快地產生工作,讓消費者忙碌起來,那麼消費者只能一直等待,直到有工作可做。同時,put方法的阻塞特性也大大地簡化了生產者的編碼;如果使用一個有界隊列,那麼當隊列充滿的時候,生產者就會阻塞,暫不能生成更多的工作,從而給消費者時間來趕進進度。
有界隊列是強大的資源管理工具,用來建立可靠的應用程序:它們遏制那些可以產生過多工作量、具有威脅的活動,從而讓你的程序在面對超負荷工作時更加健壯。
雖然生產者-消費者模式可以把生產者和消費者的代碼相互解耦合,但是它們的行為還是間接地通過共享隊列耦合在一起了
類庫中包含一些BlockingQueue的實現,其中LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue是FIFO隊列,與 LinkedList和ArrayList相似,但是卻擁有比同步List更好的並發性能。PriorityBlockingQueue是一個按優先順序順序排序的隊列,當你不希望按照FIFO的屬性處理元素時,這個PriorityBolckingQueue是非常有用的。正如其他排序的容器一樣,PriorityBlockingQueue可以比較元素本身的自然順序(如果它們實現了Comparable),也可以使用一個 Comparator進行排序。
最後一個BlockingQueue的實現是SynchronousQueue,它根本上不是一個真正的隊列,因為它不會為隊列元素維護任何存儲空間。不過,它維護一個排隊的線程清單,這些線程等待把元素加入(enqueue)隊列或者移出(dequeue)隊列。因為SynchronousQueue沒有存儲能力,所以除非另一個線程已經准備好參與移交工作,否則put和take會一直阻止。SynchronousQueue這類隊列只有在消費者充足的時候比較合適,它們總能為下一個任務作好准備。
非阻塞演算法
基於鎖的演算法會帶來一些活躍度失敗的風險。如果線程在持有鎖的時候因為阻塞I/O,頁面錯誤,或其他原因發生延遲,很可能所有的線程都不能前進了。
一個線程的失敗或掛起不應該影響其他線程的失敗或掛起,這樣的演算法成為非阻塞(nonblocking)演算法;如果演算法的每一個步驟中都有一些線程能夠繼續執行,那麼這樣的演算法稱為鎖自由(lock-free)演算法。在線程間使用CAS進行協調,這樣的演算法如果能構建正確的話,它既是非阻塞的,又是鎖自由的。非競爭的CAS總是能夠成功,如果多個線程以一個CAS競爭,總會有一個勝出並前進。非阻塞演算法堆死鎖和優先順序倒置有「免疫性」(但它們可能會出現飢餓和活鎖,因為它們允許重進入)。
非阻塞演算法通過使用低層次的並發原語,比如比較交換,取代了鎖。原子變數類向用戶提供了這些底層級原語,也能夠當做「更佳的volatile變數」使用,同時提供了整數類和對象引用的原子化更新操作

⑵ java線程組,線程池,線程隊列分別是什麼有什麼區別

你好,我可以給你詳細解釋一下:
線程組表示一個線程的集合。此外,線程組也可以包含其他線程組。線程組構成一棵樹,在樹中,除了初始線程組外,每個線程組都有一個父線程組。
允許線程訪問有關自己的線程組的信息,但是不允許它訪問有關其線程組的父線程組或其他任何線程組的信息。
線程池:我們可以把並發執行的任務傳遞給一個線程池,來替代為每個並發執行的任務都啟動一個新的線程。只要池裡有空閑的線程,任務就會分配給一個線程執行。在線程池的內部,任務被插入一個阻塞隊列(Blocking Queue ),線程池裡的線程會去取這個隊列里的任務。當一個新任務插入隊列時,一個空閑線程就會成功的從隊列中取出任務並且執行它。

線程池經常應用在多線程伺服器上。每個通過網路到達伺服器的連接都被包裝成一個任務並且傳遞給線程池。線程池的線程會並發的處理連接上的請求。以後會再深入有關 Java 實現多線程伺服器的細節。
線程隊列:是指線程處於擁塞的時候形成的調度隊列
排隊有三種通用策略:
直接提交。工作隊列的默認選項是 SynchronousQueue,它將任務直接提交給線程而不保持它們。在此,如果不存在可用於立即運行任務的線程,則試圖把任務加入隊列將失敗,因此會構造一個新的線程。此策略可以避免在處理可能具有內部依賴性的請求集時出現鎖。直接提交通常要求無界 maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務。當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。
無界隊列。使用無界隊列(例如,不具有預定義容量的 LinkedBlockingQueue)將導致在所有corePoolSize 線程都忙時新任務在隊列中等待。這樣,創建的線程就不會超過 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize的值也就無效了。)當每個任務完全獨立於其他任務,即任務執行互不影響時,適合於使用無界隊列;例如,在 Web頁伺服器中。這種排隊可用於處理瞬態突發請求,當命令以超過隊列所能處理的平均數連續到達時,此策略允許無界線程具有增長的可能性。
有界隊列。當使用有限的 maximumPoolSizes時,有界隊列(如 ArrayBlockingQueue)有助於防止資源耗盡,但是可能較難調整和控制。隊列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型隊列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系統資源和上下文切換開銷,但是可能導致人工降低吞吐量。如果任務頻繁阻塞(例如,如果它們是 I/O邊界),則系統可能為超過您許可的更多線程安排時間。使用小型隊列通常要求較大的池大小,CPU使用率較高,但是可能遇到不可接受的調度開銷,這樣也會降低吞吐量。

⑶ JAVA中隊列和棧的區別

隊列(Queue):是限定只能在表的一端進行插入和在另一端進行刪除操作的線性表;

棧(Stack):是限定只能在表的一端進行插入和刪除操作的線性表。

區別如下:

一、規則不同

1. 隊列:先進先出(First In First Out)FIFO

2. 棧:先進後出(First In Last Out )FILO

二、對插入和刪除操作的限定不同

1. 隊列:只能在表的一端進行插入,並在表的另一端進行刪除;

2. 棧:只能在表的一端插入和刪除。

三、遍歷數據速度不同

1.
隊列:基於地址指針進行遍歷,而且可以從頭部或者尾部進行遍歷,但不能同時遍歷,無需開辟空間,因為在遍歷的過程中不影響數據結構,所以遍歷速度要快;

2.
棧:只能從頂部取數據,也就是說最先進入棧底的,需要遍歷整個棧才能取出來,而且在遍歷數據的同時需要為數據開辟臨時空間,保持數據在遍歷前的一致性。

⑷ java中創建隊列Queue的問題

因為queue是介面,不能new
介面,應該new介面實現類,你看jdk文檔,搜索queue,如圖:

看見下面有一大堆實現queue的類,選一個就行,針對隊列的,你可以選LinkedBlockingQueue,AbstrctQueue,ArrayDeque

⑸ 「每天一道面試題」Java中的阻塞隊列有哪些

Java里的阻塞隊列有以下幾種:

⑹ java中的隊列都有哪些,有什麼區別

阻塞隊列、普通隊列,非阻塞隊列。

阻塞隊列與普通隊列的而區別在於,當隊列是空時,從隊列中獲取元素的操作會被阻塞,或則當隊列是滿的時,往隊列中增加元素會被阻塞,試圖從空的隊列中取元素的線程或從滿的隊列中添加元素的線程同樣會被阻塞。

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