阻塞队列

Question

1.阻塞队列定义是当插入和获取只要任意一个阻塞就是阻塞队列吗?
2.ArrayBlockingQueue消费者take后是怎样通知生产者队列里面少一个从而可以继续put呢？（我看dequeue的时候notFull.signal();原理不太懂）

Answer 1

悟空 2020-01-22 22:23:15

问题1：阻塞队列的定义是实现BlockingQueue的类，从具体实现来看，是的，当插入和获取只要任意一个阻塞就是阻塞队列，因为有的容量无限的队列的插入操作是不会阻塞的。

问题2：take后，是通过Condition实现的通知其他线程，Condition的底层是利用LockSupport，而LockSupport是对UNSAFE的简单封装，所以重点是UNSAFE，在7-3的锚点中我们介绍过：

Unsafe是CAS的核心类。Java无法直接访问底层操作系统，而是通过本地（native）方法来访问。不过尽管如此，JVM还是开了一个后门，JDK中有一个类Unsafe，它提供了硬件级别的原子操作。

例如，AtomicInteger加载Unsafe工具，用来直接操作内存数据 ：

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;
    public final int get() {return value;}
}

在AtomicInteger数据定义的部分，我们还获取了unsafe实例，并且定义了valueOffset。再看到static块，懂类加载过程的都知道，static块的加载发生于类加载的时候，是最先初始化的，这时候我们调用unsafe的objectFieldOffset从Atomic类文件中获取value的偏移量，那么valueOffset其实就是记录value的偏移量的。

valueOffset表示的是变量值在内存中的偏移地址，因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的原值的，这样我们就能通过unsafe来实现CAS了。value是用volatile修饰的，保证了多线程之间看到的value值是同一份。

接下来继续看Unsafe的getAndAddInt方法的实现：

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {

    int var5;

    do {

        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);

    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;

}

我们看var5获取的是什么，通过调用unsafe的getIntVolatile(var1, var2)，这是个native方法，其实就是获取var1中，var2偏移量处的值。var1就是AtomicInteger，var2就是我们前面提到的valueOffset,这样我们就从内存里获取到现在valueOffset处的值了。

现在重点来了，compareAndSwapInt（var1, var2, var5, var5 + var4）其实换成compareAndSwapInt（obj, offset, expect, update）比较清楚，意思就是如果obj内的value和expect相等，就证明没有其他线程改变过这个变量，那么就更新它为update，如果这一步的CAS没有成功，那就采用自旋的方式继续进行CAS操作。

Unsafe的getAndAddInt方法分析：自旋 + CAS，在这个过程中，通过compareAndSwapInt比较并更新value值，如果更新失败，重新获取，然后再次更新，直到更新成功。