LinkedBlockingQueue的take方法底层源码

一、LinkedBlockingQueue的take方法底层源码

LinkedBlockingQueue 的 take 方法是其核心方法之一，用于从队列头部移除并返回元素。如果队列为空，调用 take 方法的线程会被阻塞，直到队列中有新元素

1、take 方法的作用

• 从队列头部移除并返回元素。

• 如果队列为空，当前线程会被阻塞，直到队列中有新元素。

• 该方法会返回移除的元素，如果线程被中断，会抛出 InterruptedException。

2、take 方法的源码

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

3、源码解析

（1）获取锁

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

• lockInterruptibly() 方法会尝试获取锁，如果线程被中断，会抛出 InterruptedException

（2）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），当前线程会调用 notEmpty.await() 进入等待状态，直到队列中有新元素。

• notEmpty 是一个 Condition 对象，用于实现消费者线程的阻塞和唤醒。

（3）移除元素

• dequeue 方法从队列头部移除节点并返回其元素：

a、head 是队列的虚拟头节点（不存储实际数据），head.next 是实际的第一个节点。

b、将 head 指向下一个节点，并返回原第一个节点的元素。

c、将原第一个节点的 item 置为 null，帮助垃圾回收。

（4）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）

（5）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。

（6）释放锁

• 在 finally 块中释放锁，确保锁一定会被释放，避免死锁。

（7）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：

获取 putLock，然后调用 notFull.signal() 唤醒生产者线程

（8）返回移除的元素

• 返回从队列头部移除的元素。

二、示例流程图

以下是 take 方法的执行流程图：

1、获取 takeLock。

2、检查队列是否为空：

• 如果为空，等待 notEmpty 条件。

3、从队列头部移除节点。

4、更新元素数量。

5、如果队列不为空，唤醒其他消费者线程。

6、释放 takeLock。

7、如果移除前队列已满，唤醒生产者线程。

8、返回移除的元素。