SynchronousQueue#TransferQueue

阻塞队列中,SynchronousQueue算得上是一个比较有意思的队列,因为所有人对它的印象是如下

  • 无容量
  • 性能相较其他阻塞队列更佳。

翻了一下它的源码实现,发现设计上也确实有意思,跟我预想的设计完全不同。

数据结构

数据结构上选择的是一种双向的单链表,双向意味着维护首尾指针

/** Head of queue */
 transient volatile QNode head;
/** Tail of queue */
transient volatile QNode tail;

节点的设计上看,如果说按照生产者与消费者的角度来分析SynchronousQueue, 可以将isData作为区分点,如果isData是true则说明该线程是本次操作是生产者,反之则为消费者。waiter指针保存着当前线程对象,目的在于处理线程的阻塞/唤醒。

volatile QNode next;
volatile Object item;
volatile Thread waiter; 
final boolean isData;  

运作流程

初始化时创建了一个空的QNode节点,第一次进行put(e), 操作的时候,会入队,入队后线程却被阻塞,等待e = take()来互补,也就是说“无容量”的说法其实不是很正确,它去入队之后被阻塞而已,但是队列中确实保存了对象

如下图,连续两个线程进行put(e)操作,(ct 指currentThread)


image.png

而此时又来一次e = take(e)操作


image.png

假设多次e = take()后,期间并未有put(e)操作

此时看下图发现,队列中维护的数据节点是消费者节点,而阻塞的正是消费者线程


image.png

核心的判断在于(h == t || t.isData == isData),其次要注意由于初始化时创建了一个QNode节点,意味着head指向的节点为无效节点,所以看到程序代码中取有效数据会写head->next,这称之为哨兵节点的设计比较常见。

消费者与生产者同时会被维护到队列中,当互补匹配成功后会唤醒节点上阻塞的线程(消费者或者生产者),在整个生产者-消费者模型中,所有操作都没有任何加锁操作,这也是并发中性能略高的一点个(但是CAS自旋损耗不可忽视)。这个设计核心在于不能出现有消费者在入队等待,但是生产投递时却入队阻塞的现象,所以维护的队列节点要么都是生产者(生产 > 消费),要么都是消费者(消费 > 生产)

这个设计理念在RocketMQ中也有相似的设计,即可靠消息服务的设计。

服务端维护着一个数组列表,数组列表的元素包括数据,以及本次请求的线程包含的CountDownLatch对象。请求达到服务端后放入数组列表并通过CountDownLatch进行超时阻塞。同时服务端有另外的线程从数组列表中读取数据处理,处理完成后通过数据节点包含的CountDownLatch唤醒请求线程并返回,所以如果超时会唤醒线程进行二次请求处理,意味着下次被重复投递。

网上很多说性能更优,或者其他怎么怎么样,但是实际使用必须辩证看待。如果消费大于生产,那么性能自然很好,否则会出现生产者线程大量阻塞的情况,如果是Tomcat线程被大量阻塞,直接导致无线程可用,自然是得不偿失。用是一个层面,但是从该队列的设计来看,确实有意思,比我设想的设计要优很多。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,839评论 6 482
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,543评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 153,116评论 0 344
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,371评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,384评论 5 374
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,111评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,416评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,053评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,558评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,007评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,117评论 1 334
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,756评论 4 324
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,324评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,315评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,539评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,578评论 2 355
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,877评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容