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Java BlockingDeque接口及实现

P粉602998670

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发布时间:2025-10-01 08:22:02

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来源于php中文网

原创

BlockingDeque是线程安全的双端阻塞队列,支持在首尾进行插入、删除和检查操作,具备阻塞特性,常见实现为LinkedBlockingDeque,适用于工作窃取、消息缓冲等高并发场景。

java blockingdeque接口及实现

BlockingDeque 是 Java 并发包 java.util.concurrent 中的一个接口,它是 Deque(双端队列)和 BlockingQueue 的结合体,支持在两端进行插入和移除操作,并且具备线程安全和阻塞特性。当队列满时,往其中插入元素的操作会阻塞;当队列为空时,从中取出元素的操作也会阻塞。

BlockingDeque 接口特点

双端阻塞:可以在队列的头部和尾部同时进行插入、删除和检查操作,每种操作都有对应的非阻塞和阻塞版本。

线程安全:所有方法都是线程安全的,适用于多线程环境下的生产者-消费者模型。

阻塞行为:提供了如 putFirst()、putLast()、takeFirst()、takeLast() 等方法,在队列满或空时会自动阻塞线程,直到可以继续操作。

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常见方法分类如下:

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  • 插入操作:addFirst(e), addLast(e), offerFirst(e), offerLast(e), putFirst(e), putLast(e)
  • 移除操作:removeFirst(), removeLast(), pollFirst(), pollLast(), takeFirst(), takeLast()
  • 检查操作:getFirst(), getLast(), peekFirst(), peekLast()

主要实现类:LinkedBlockingDeque

目前 JDK 中 BlockingDeque 的主要实现是 LinkedBlockingDeque,它基于链表结构实现,可选地设置容量限制。如果不指定容量,默认为 Integer.MAX_VALUE,相当于无界队列。

示例代码展示其基本使用:

BlockingDeque deque = new LinkedBlockingDeque<>(5); // 容量为5

// 生产线程
new Thread(() -> {
    try {
        deque.putLast("item1");
        Thread.sleep(1000);
        deque.putLast("item2");
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}).start();

// 消费线程
new Thread(() -> {
    try {
        System.out.println(deque.takeFirst()); // 阻塞等待
        System.out.println(deque.takeFirst());
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}).start();

适用场景

BlockingDeque 特别适合需要双向操作的线程安全队列场景,比如:

  • 工作窃取算法中,每个线程维护自己的双端队列,可以从头部处理任务,也可以从其他线程的队列尾部“窃取”任务。
  • 消息中间件中的缓冲区设计,支持灵活的入队出队策略。
  • 需要在多个线程间共享数据且要求高吞吐与低竞争的系统。

基本上就这些。BlockingDeque 提供了比 BlockingQueue 更灵活的操作方式,而 LinkedBlockingDeque 是其实用且高效的实现。合理使用能提升并发程序的性能与可读性。

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