• Homepage
  • Articoli
  • Generale
  • Che cos'è Thread-Safe BlockingQueue in Java? Quando dovresti usarlo? In allegato l'attuazione

Che cos'è Thread-Safe BlockingQueue in Java? Quando dovresti usarlo? In allegato l'attuazione

Pubblicato: 2021-04-30
Cos'è Threadsafe BlockingQueue in Java e quando dovresti usarlo

Finora ho scritto due articoli sul concetto di produttore consumatore su Crunchify. Il primo per spiegare Java Semaphore e Mutex e il secondo per spiegare la lettura/scrittura simultanea.

In questo tutorial Java esamineremo lo stesso concetto di produttore/consumatore per spiegare BlockingQueue in Java .

Quali sono i vantaggi di Blocking Queue in Java?

Un java.util.Queue supporta operazioni che aspettano che la coda diventi non vuota durante il recupero di un elemento e aspettano che lo spazio diventi disponibile nella coda durante la memorizzazione di un elemento.

java.util.BlockingQueue in java - Crunchify

Dobbiamo creare quattro classi Java:

  1. CrunchifyMessage.java per inserire e ricevere messaggi
  2. CrunchifyBlockingProducer.java per mettere il messaggio in coda
  3. CrunchifyBlockingConsumer.java per ottenere il messaggio dalla coda
  4. CrunchifyBlockingMain.java per avviare il test

Le implementazioni di BlockingQueue sono thread-safe . Tutti i metodi di accodamento sono di natura atomica e utilizzano blocchi interni.

Iniziamo con l'implementazione Thread-Safe BlockingQueue in Java

Passo 1

Crea classe CrunchifyMessage.java . Questo è un semplice oggetto Java.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
package com . crunchify . example ;
 
/**
* @author Crunchify.com
* simple Message class to put and get message into queue
*/
 
public class CrunchifyMessage {
     private String crunchifyMsg ;
    
     public CrunchifyMessage ( String string ) {
         this . crunchifyMsg = string ;
     }
    
     public String getMsg ( ) {
         return crunchifyMsg ;
     }
}

Passo 2

Crea il produttore CrunchifyBlockingProducer.java che ha creato un semplice msg e lo metti in coda.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
package com . crunchify . example ;
 
import java . util . concurrent . BlockingQueue ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifyBlockingProducer implements Runnable {
    
     private BlockingQueue <CrunchifyMessage> crunchQueue ;
    
     public CrunchifyBlockingProducer ( BlockingQueue <CrunchifyMessage> queue ) {
         this . crunchQueue = queue ;
     }
    
     @Override
     public void run ( ) {
         // producing CrunchifyMessage messages
         for ( int i = 1 ; i < = 5 ; i ++ ) {
             CrunchifyMessage msg = new CrunchifyMessage ( "i'm msg " + i ) ;
             try {
                 Thread . sleep ( 10 ) ;
                 crunchQueue . put ( msg ) ;
                 System . out . println ( "CrunchifyBlockingProducer: Message - " + msg . getMsg ( ) + " produced." ) ;
             } catch ( Exception e ) {
                 System . out . println ( "Exception:" + e ) ;
             }
         }
        
         // adding exit message
         CrunchifyMessage msg = new CrunchifyMessage ( "All done from Producer side. Produced 50 CrunchifyMessages" ) ;
         try {
             crunchQueue . put ( msg ) ;
             System . out . println ( "CrunchifyBlockingProducer: Exit Message - " + msg . getMsg ( ) ) ;
         } catch ( Exception e ) {
             System . out . println ( "Exception:" + e ) ;
         }
     }   
}

Passaggio 3

Crea la classe CrunchifyBlockingConsumer.java che consuma il messaggio dalla coda.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
package com . crunchify . example ;
 
import java . util . concurrent . BlockingQueue ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifyBlockingConsumer implements Runnable {
    
     private BlockingQueue <CrunchifyMessage> queue ;
    
     public CrunchifyBlockingConsumer ( BlockingQueue <CrunchifyMessage> queue ) {
         this . queue = queue ;
     }
    
     @Override
     public void run ( ) {
         try {
             CrunchifyMessage msg ;
            
             // consuming messages until exit message is received
             while ( ( msg = queue . take ( ) ) . getMsg ( ) ! = "exit" ) {
                 Thread . sleep ( 10 ) ;
                 System . out . println ( "CrunchifyBlockingConsumer: Message - " + msg . getMsg ( ) + " consumed." ) ;
             }
         } catch ( InterruptedException e ) {
             e . printStackTrace ( ) ;
         }
     }   
}

Passaggio 4

Crea un semplice metodo CrunchifyBlockingMain.java che esegue il test BlockingQueue. Esegui questo programma per verificare il comportamento di BlockingQueue.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
package com . crunchify . example ;
 
import java . util . concurrent . ArrayBlockingQueue ;
import java . util . concurrent . BlockingQueue ;
 
/**
* @author Crunchify.com
*
*/
 
public class CrunchifyBlockingMain {
    
     public static void main ( String [ ] args ) {
        
         // Creating BlockingQueue of size 10
         // BlockingQueue supports operations that wait for the queue to become non-empty when retrieving an element, and
         // wait for space to become available in the queue when storing an element.
         BlockingQueue <CrunchifyMessage> crunchQueue = new ArrayBlockingQueue < > ( 10 ) ;
         CrunchifyBlockingProducer crunchProducer = new CrunchifyBlockingProducer ( crunchQueue ) ;
         CrunchifyBlockingConsumer crunchConsumer = new CrunchifyBlockingConsumer ( crunchQueue ) ;
        
         // starting producer to produce messages in queue
         new Thread ( crunchProducer ) . start ( ) ;
        
         // starting consumer to consume messages from queue
         new Thread ( crunchConsumer ) . start ( ) ;
        
         System . out . println ( "Let's get started. Producer / Consumer Test Started.\n" ) ;
     }   
}

Un BlockingQueue non accetta elementi null . Le implementazioni generano NullPointerException sui tentativi di aggiungere , inserire o offrire un valore null .

Un valore null viene utilizzato come valore sentinella per indicare il fallimento delle operazioni di polling .

Risultato:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Let 's get started. Producer / Consumer Test Started.
 
CrunchifyBlockingProducer: Message - i' m msg 1 produced .
CrunchifyBlockingProducer : Message - i 'm msg 2 produced.
CrunchifyBlockingConsumer: Message - i' m msg 1 consumed .
CrunchifyBlockingConsumer : Message - i 'm msg 2 consumed.
CrunchifyBlockingProducer: Message - i' m msg 3 produced .
CrunchifyBlockingConsumer : Message - i 'm msg 3 consumed.
CrunchifyBlockingProducer: Message - i' m msg 4 produced .
CrunchifyBlockingConsumer : Message - i 'm msg 4 consumed.
CrunchifyBlockingProducer: Message - i' m msg 5 produced .
CrunchifyBlockingProducer : Exit Message - All done from Producer side . Produced 50 CrunchifyMessages
CrunchifyBlockingConsumer : Message - i ' m msg 5 consumed .
CrunchifyBlockingConsumer : Message - All done from Producer side . Produced 50 CrunchifyMessages consumed .

Quando dovremmo usare java.util.concurrent.BlockingQueue?

  • Quando vuoi limitare una sorta di richiesta in arrivo, dovresti usare lo stesso
  • Un produttore può anticipare di gran lunga i consumatori con una coda illimitata. Se il consumatore non sta raggiungendo il produttore, potrebbe causare un OutOfMemoryError . In situazioni come queste, potrebbe essere meglio segnalare a un aspirante produttore che la coda è piena e arrendersi rapidamente in caso di errore.
    • In altre parole: i produttori sono naturalmente strozzati.
  • La coda di blocco viene normalmente utilizzata nell'applicazione simultanea
  • Fornisce un'implementazione corretta e thread-safe
  • Anche il consumo di memoria dovrebbe essere limitato