如何使用Java的`wait()`和`notify()`方法來實作阻塞佇列？

在Java 中使用Wait() 和Notify()：帶有隊列的場景

問題：

您能否提供有關如何實現wait() 和notify()方法的全面演練有隊列嗎？

答案：

Wait()和Notify()原理

Wait()和notify () 透過讓執行緒在繼續之前等待滿足特定條件來啟用線程協調。在本例中，我們有興趣建立一個強制執行容量限制的阻塞佇列。

實作

public class BlockingQueue<T> {

    private Queue<T> queue = new LinkedList<>();
    private int capacity;

    public BlockingQueue(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

    public synchronized void put(T element) throws InterruptedException {
        while (queue.size() == capacity) {
            wait();
        }

        queue.add(element);
        notify(); // Notify waiting threads
    }

    public synchronized T take() throws InterruptedException {
        while (queue.isEmpty()) {
            wait();
        }

        T item = queue.remove();
        notify(); // Notify waiting threads
        return item;
    }
}

工作原理

• Put() 方法：如果佇列已滿，目前執行緒會等待，直到收到空間可用的通知。
• Take() 方法： 如果佇列為空，目前執行緒會等待，直到收到元素可用的通知。

注意： 確保 wait() 和 notification() 呼叫同步在同一物件上並放置在 while 迴圈中以處理虛假喚醒。

Java 1.5 並發功能

Java 1.5 引入了 java.util.concurrent 套件，為執行緒協調提供更高層級的抽象。以下是此範例的更新版本：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class BlockingQueue<T> {

    private Queue<T> queue = new LinkedList<>();
    private int capacity;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition notFull = lock.newCondition();
    private Condition notEmpty = lock.newCondition();

    public BlockingQueue(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

    public void put(T element) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.size() == capacity) {
                notFull.await();
            }

            queue.add(element);
            notEmpty.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public T take() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (queue.isEmpty()) {
                notEmpty.await();
            }

            T item = queue.remove();
            notFull.signal();
            return item;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

此方法使用鎖定和條件來改善執行緒協調。

考慮 BlockingQueue 介面

如果您需要阻塞佇列，請考慮使用 Java BlockingQueue 介面的實現，它提供了執行緒安全和容量控制的標準實作操作。

以上是如何使用Java的`wait()`和`notify()`方法來實作阻塞佇列？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！