【JAVA并发编程实战】11、有界缓存的实现

1、有界缓存的基类

package cn.xf.cp.ch14;

/**
 *
 *功能：有界缓存实现基类
 *时间：下午2:20:00
 *文件：BaseBoundedBuffer.java
 *@author Administrator
 *
 * @param <V>
 */
public class BaseBoundedBuffer<V>
{
    private final V[] buf;
    private int tail;
    private int head;
    private int count;

    public BaseBoundedBuffer(int capacity)
    {
        //初始化数组
        this.buf = (V[]) new Object[capacity];
    }

    //放入一个数据,final方法无法被重写
    protected synchronized final void doPut(V v)
    {
        buf[tail] = v;
        if(++tail == buf.length)
        {
            tail = 0;
        }
        //插入一个方法，总量++
        ++count;
    }

    /**
     * 取出一个数据
     * @return
     */
    protected synchronized final V doTake()
    {
        V v = buf[head];
        buf[head] = null;
        if(++head == buf.length)
        {
            head = 0;
        }
        --count;
        return v;
    }

    //通过对count的判断，来确定数组是否是满的
    public synchronized final boolean isFull()
    {
        return count == buf.length;
    }

    public synchronized final boolean isEmpty()
    {
        return count == 0;
    }
}

2、判定前提条件再执行操作

package cn.xf.cp.ch14;

/**
 *
 *功能：对插入和获取元素操作进行先行检查，然后执行操作，校验不通过不予操作
 *时间：下午2:33:41
 *文件：GrumpyBoundedBuffer.java
 *@author Administrator
 *
 * @param <V>
 */
public class GrumpyBoundedBuffer<V> extends BaseBoundedBuffer<V>
{

    public GrumpyBoundedBuffer(int size)
    {
        super(size);
    }

    public synchronized void put(V v) throws Exception
    {
        //如果是满的队列，就无法插入新的元素
        if(this.isFull())
        {
            throw new Exception("队列超出");
        }
        this.doPut(v);
    }

    //同理，队列为空的就无法取出新的元素
    public synchronized V take() throws Exception
    {
        if(this.isEmpty())
        {
            throw new Exception("队列中无元素");
        }

        return this.doTake();
    }

}

3、通过轮询与休眠来实现简单的阻塞

package cn.xf.cp.ch14;

/**
 *
 *功能：通过轮询与休眠来实现简单的阻塞
 *时间：下午2:55:54
 *文件：SleepyBoundedBuffer.java
 *@author Administrator
 *
 * @param <V>
 */
public class SleepyBoundedBuffer<V> extends BaseBoundedBuffer<V>
{
    //2s
    private static final long SLEEP_GRANULARITY = 2000;

    public SleepyBoundedBuffer(int capacity)
    {
        super(capacity);
    }

    //放入队列的时候
    public void put(V v) throws InterruptedException
    {
        while(true)
        {
            //这里不对循环上锁，不然这个锁就无法释放了，不对休眠上锁，休眠上锁，在休眠的时候别人也无法操作，永远都不可能有元素出去
            synchronized (this)
            {
                //如果队列不是满的，那么就放入元素
                if(!this.isFull())
                {
                    this.doPut(v);
                    return;
                }
            }
            //否则休眠，退出cpu占用
            Thread.sleep(SLEEP_GRANULARITY);
        }
    }

    public V take() throws InterruptedException
    {
        while(true)
        {
            //这里不对循环上锁，不然这个锁就无法释放了，不对休眠上锁，休眠上锁，在休眠的时候别人也无法操作，永远都不可能有新的元素进来
            synchronized(this)
            {
                //如果数组部位空，那么就可以取出数据
                if(!this.isEmpty())
                {
                    return this.doTake();
                }
                //如果队列为空，休眠几秒再试
            }
            Thread.sleep(SLEEP_GRANULARITY);
        }
    }

}

4、条件队列

package cn.xf.cp.ch14;

/**
 *
 *功能：使用条件队列
 *时间：下午3:32:04
 *文件：BoundedBuffer.java
 *@author Administrator
 *
 * @param <V>
 */
public class BoundedBuffer<V> extends BaseBoundedBuffer<V>
{

    public BoundedBuffer(int capacity)
    {
        super(capacity);
    }

    /**
     * 放入数据元素
     * @param v
     * @throws InterruptedException
     */
    public synchronized void put(V v) throws InterruptedException
    {
        while(this.isFull())
        {
            //这里挂起程序，会释放锁
            this.wait();
        }
        //如果队列不为满的，那么程序被唤醒之后从新获取锁
        this.doPut(v);
        //执行结束，唤醒其他队列
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized V take() throws InterruptedException
    {
        while(this.isEmpty())
        {
            this.wait();
        }
        V v = this.doTake();
        this.notifyAll();
        return v;
    }

}