LinkedBlockingQueue的poll方法底层原理

一、LinkedBlockingQueue的poll方法底层原理

LinkedBlockingQueue 的 poll 方法用于从队列头部移除并返回元素。如果队列为空，poll 方法会立即返回 null，而不会阻塞线程

1、poll 方法的作用

• 从队列头部移除并返回元素。

• 如果队列为空，立即返回 null。

• 该方法是非阻塞的，适用于需要快速响应的场景。

2、poll 方法的源码

以下是 LinkedBlockingQueue 中 poll 方法的源码（基于 JDK 17）：

3、源码解析

（1）检查队列是否为空

• count 是一个 AtomicInteger，表示当前队列中的元素数量。

• 如果队列为空（count.get() == 0），立即返回 null。

（2）获取锁

• takeLock 是 LinkedBlockingQueue 的成员变量，用于控制移除操作的并发访问。

• 调用 lock() 方法获取锁。

（3）再次检查队列是否为空

• 在加锁后再次检查队列是否为空，避免在加锁期间队列状态发生变化

（4）移除元素

• 调用 dequeue 方法从队列头部移除节点并返回其元素。

• dequeue 方法的实现：

（5）更新元素数量

• 使用 AtomicInteger 的 getAndDecrement 方法将队列元素数量减 1，并返回减 1 之前的值（c）

（6）唤醒其他消费者线程

• 如果移除后队列不为空（c > 1），调用 notEmpty.signal() 唤醒其他可能正在等待的消费者线程。

（7）释放锁

• 在 finally 块中释放锁，确保锁一定会被释放，避免死锁。

（8）唤醒生产者线程

• 如果移除前队列已满（c == capacity），调用 signalNotFull() 唤醒可能正在等待的生产者线程。

• signalNotFull() 的实现：

（9）返回移除的元素

• 返回从队列头部移除的元素。

二、关键点总结

• 非阻塞：如果队列为空，poll 方法会立即返回 null，而不会阻塞线程。

• 锁分离：LinkedBlockingQueue 使用两把锁（putLock 和 takeLock），分别控制插入和移除操作，提高了并发性能。

• 条件变量：使用 notFull 和 notEmpty 两个 Condition 实现线程的阻塞和唤醒。

• 线程安全：通过锁和原子变量（AtomicInteger）保证线程安全。

三、与 take 方法的对比

四、示例代码

以下是一个简单的示例，展示 poll 方法的使用场景：