【Java开发】JUC进阶 03：读写锁、阻塞队列、同步队列

1 读写锁（ReadWriteLock）

📌 要点

• 实现类：ReentrantReadWirteLock

• 通过读写锁实现更细粒度的控制，当然通过Synchronized和Lock锁也能达到目的，不过他们会在写入和读取操作都给加锁，影响性能；

• 读写锁在加锁同时，给读取操作进行优化，简单来说性能更高；

• 读写锁中，读锁是共享锁，多个线程可以同时占有；写锁是独占锁，一次只能被一个线程占有。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;public class ReadWriteLockDemo {public static void main(String[] args) {MyCache myCache = new MyCache();//写入for (int i = 0; i < 5; i++) {final int temp = i;new Thread(()->{myCache.put(temp+"",temp+"");},String.valueOf(i)).start();}//读取for (int i = 0; i < 5; i++) {final int temp = i;new Thread(()->{myCache.get(temp+"");},String.valueOf(i)).start();}}
}//自定义缓存
class MyCache{private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();//读写锁，更细粒度的控制private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();//存、写入的时候，只希望同时只有一个线程写public void put(String key,Object value){readWriteLock.writeLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);map.put(key,value);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {readWriteLock.writeLock().unlock();}}//取、读，所有人都可以读public void get(String key){readWriteLock.readLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);map.get(key);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {readWriteLock.readLock().unlock();}}
}

控制台输出：

2 阻塞队列（BlockingQueue）

阻塞队列（BlockingQueue） 是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是：在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。

📌 常用实现类

📌 UML相关图

📌 四组API

方式	抛出异常	不会抛异常，有返回值	阻塞等待	超时等待
添加操作	add()	offer()供应	put()	offer(E e, long timeout,TimeUnit unit)
移除操作	remove()	poll()获得	take()	poll(long timeout, TimeUnit unit)
判断队列首部	element()	peek()偷看，偷窥

📌 代码举例

public class BlockingQueueDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//队列的大小ArrayBlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(3);System.out.println(queue.offer("A"));System.out.println(queue.offer("B"));System.out.println(queue.offer("C"));System.out.println(queue.offer("D",2, TimeUnit.SECONDS));System.out.println("------------------------");System.out.println(queue.poll());System.out.println(queue.poll());System.out.println(queue.poll());System.out.println(queue.poll());}

控制台输出：

3 同步队列（SynchronousQueue）

简单来说，SynchronousQueue是一个没有数据缓冲的阻塞队列，它是实现AbstractQueue接口的。

SynchronousQueue容量为0，生产者线程插入数据(put)必须等待消费者的移除数据(take)，反之亦然，也就是说同步队列的插入和移除必须是同步的。

public class SynchronousQueueDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<>();//同步队列new Thread(()->{for (int i = 1; i <= 3; i++) {try {queue.put(String.valueOf(i));System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"put "+i);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}).start();new Thread(()->{for (int i = 1; i <= 3; i++) {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"take "+queue.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}).start();}
}

控制台输出：

📢 可以看到put和take是伴随的，同时执行顺序非固定，说明阻塞队列里边其实不存元素。