本文聊一聊 JUC 下的另一个阻塞队列 ArrayBlockingQueue，先说一下 ArrayBlockingQueue 的特点，如果你没时间的话，看玩 特点就可以溜了，ArrayBlockingQueue 有以下几个特点：
- 由数组实现的有界阻塞队列，容量一旦创建，后续大小无法修改；
- 遵照先进先出规则，队头拿数据，队尾取数据；
- 跟 LinkedBlockingQueue 一样，队列满时，往队列中 put 数据会被阻塞，队列空时，往队列中拿数据会被阻塞；
- 对数据操作时，共用一把锁，所以不能同时读写操作；
ArrayBlockingQueue 跟 LinkedBlockingQueue 一样，同样继承了 AbstractQueue 实现 BlockingQueue 接口，所以在方法上跟 LinkedBlockingQueue 一样，所以在这里我们不把方法列出来了，可以去查看前面 LinkedBlockingQueue 的文章~
除了方法之外，在 ArrayBlockingQueue 中，还有两个比较重要的参数：
/** items index for next take, poll, peek or remove */
// 获取元素的位置
int takeIndex;
/** items index for next put, offer, or add */
// 新增元素时的数组下标
int putIndex;
由于 ArrayBlockingQueue 底层采用的是数组，结合上面的两个参数，ArrayBlockingQueue 的整体结构图大概如下：
ArrayBlockingQueue 有三个构造函数：
public ArrayBlockingQueue(int capacity);
// fair 表示是否为公平锁
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair);
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c);
关于构造函数就不多说了，都大同小异，跟 LinkedBlockingQueue 一样，同样拿 put()、take() 方法，看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现数据的添加和拿取的~
先从put()方法开始，看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现的~
public void put(E e) throws InterruptedException {
Objects.requireNonNull(e);
// 获取锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 设置可重入锁
lock.lockInterruptibly();
try {
// 当数组队列存满时，阻塞等待.....
while (count == items.length)
notFull.await();
// 入队操作
enqueue(e);
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
// 入队
private void enqueue(E e) {
final Object[] items = this.items;
// 根据 putIndex 插入到对应的位置即可
items[putIndex] = e;
// 设置好下一次插入的位置，如果当前插入的位置是最后一个元素，
// 那么下一次插入的位置就是队头了
if (++putIndex == items.length) putIndex = 0;
count++;
notEmpty.signal();
}
put() 方法的实现并不复杂，代码也就 20 行左右，我们来拆解一下 put 过程：
- 1、先获取锁，对操作进行加锁；
- 2、判断队列是否队满，如果队满，则挂起等待；
- 3、根据 putIndex 的值，直接将元素插入到 items 数组中；
- 4、调整 putIndex 的位置，用于下一次插入使用，如果当前 putIndex 是数组的最后一个位置，则 putIndex 下一次插入的位置是数组的第一个位置，可以把它当作是循环；
- 5、解锁；
put 方整体解决起来不难，跟 LinkedBlockingQueue 一样，其他添加方法这里就不介绍了，大同小异~
再来看看 ArrayBlockingQueue 是如何实现 take() 方法的，take() 方法主要源码如下：
public E take() throws InterruptedException {
// 获取锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
// 判断队列是否为空，为空的话挂起等待
while (count == 0)
notEmpty.await();
// 获取数据
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
private E dequeue() {
final Object[] items = this.items;
@SuppressWarnings("unchecked")
// 根据 takeIndex 获取 items 中的元素
E e = (E) items[takeIndex];
// 将 takeIndex 中的数据置为空
items[takeIndex] = null;
// 设置下一次获取数据的下标，
if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
notFull.signal();
return e;
}
take() 方法跟 put() 方法没有什么太大的区别，就是一个反操作~
最后我们再来关注一下 remove() 方法，这个方法还是有一些学问的，主要源码如下：
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) return false;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
final Object[] items = this.items;
for (int i = takeIndex, end = putIndex,
to = (i < end) ? end : items.length;
; i = 0, to = end) {
// 遍历有值的一段数据
for (; i < to; i++)
if (o.equals(items[i])) {
removeAt(i);
return true;
}
if (to == end) break;
}
}
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 主要看这个方法
void removeAt(final int removeIndex) {
final Object[] items = this.items;
// 如果要删除的位置正好是下一次 take的位置
if (removeIndex == takeIndex) {
// removing front item; just advance
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
} else {
// 如果删除的位置时 takeIndex 和 putIndex 之间的位置，则被删除的数据全部往前移动~
for (int i = removeIndex, putIndex = this.putIndex;;) {
int pred = i;
if (++i == items.length) i = 0;
if (i == putIndex) {
items[pred] = null;
this.putIndex = pred;
break;
}
items[pred] = items[i];
}
count--;
if (itrs != null)
itrs.removedAt(removeIndex);
}
notFull.signal();
}
remove 的时候分三种情况：
-
第一种：当 removeIndex == takeIndex 时，这种情况就比较简单，将该位置的元素删除后，takeIndex +1 即可；
-
第二种：当 removeIndex + 1 == putIndex 时，直接将 putIndex -1 就好，相当于 putIndex 指针往前移动一格；
-
第三种：当 removeIndex != takeIndex && removeIndex + 1 != putIndex 时，这种情况就比较复杂了，需要涉及到数据的移动，要将 removeIndex 后面的数据全部往前移动一个位置，putIndex 的位置也要迁移一位，具体的可以参考源码；
以上就是 ArrayBlockingQueue 的部分源码解析，希望对你有所帮助，感谢您的阅读~
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作者：平头哥
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