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Java에서 스레드로부터 안전한 BlockingQueue란 무엇입니까? 언제 사용해야합니까? 구현 첨부

게시 됨: 2021-04-30
Java에서 Threadsafe BlockingQueue란 무엇이며 언제 사용해야 합니까?

지금까지 Crunchify에서 생산자 소비자 개념에 대한 두 개의 기사를 작성했습니다. 첫 번째는 Java Semaphore 및 Mutex에 대해 설명하고 두 번째는 동시 읽기/쓰기에 대해 설명합니다.

이 Java Tutorial에서는 동일한 생산자/소비자 개념을 살펴보고 BlockingQueue in Java 를 설명합니다.

Java에서 Blocking Queue의 장점은 무엇입니까?

java.util.Queue 는 요소를 검색할 때 대기열이 비어 있지 않을 때까지 대기하고 요소를 저장할 때 대기열에서 공간을 사용할 수 있을 때까지 기다리는 작업을 지원합니다.

자바의 java.util.BlockingQueue - Crunchify

4개의 Java 클래스를 생성해야 합니다.

  1. 메시지를 넣고 가져오는 CrunchifyMessage.java
  2. 큐에 메시지를 넣는 CrunchifyBlockingProducer.java
  3. 큐에서 메시지를 가져오는 CrunchifyBlockingConsumer.java
  4. 테스트 시작을 위한 CrunchifyBlockingMain.java

BlockingQueue 구현은 thread-safe 합니다. 모든 대기열 방법은 본질적으로 원자적이며 내부 잠금을 사용합니다.

Java에서 Thread-Safe BlockingQueue 구현을 시작하겠습니다.

1 단계

CrunchifyMessage.java 클래스를 생성합니다. 이것은 간단한 Java 객체입니다.

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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 ;
     }
}

2 단계

간단한 msg를 생성한 생산자 CrunchifyBlockingProducer.java 를 생성하고 큐에 넣습니다.

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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 ) ;
         }
     }   
}

3단계

큐에서 메시지를 소비하는 클래스 CrunchifyBlockingConsumer.java 를 만듭니다.

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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 ( ) ;
         }
     }   
}

4단계

BlockingQueue 테스트를 실행하는 간단한 CrunchifyBlockingMain.java 메서드를 만듭니다. 이 프로그램을 실행하여 BlockingQueue 동작을 확인하십시오.

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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" ) ;
     }   
}

BlockingQueue 는 null 요소를 허용하지 않습니다. 구현에서는 null 을 추가 , 넣거나 제공 하려는 시도에서 NullPointerException 이 발생합니다.

null 은 폴 작업의 실패를 나타내는 센티넬 값으로 사용됩니다.

결과:

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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 .

언제 java.util.concurrent.BlockingQueue를 사용해야 합니까?

  • 어떤 종류의 들어오는 요청을 조절하려면 같은 것을 사용해야합니다
  • 생산자는 무제한 대기열로 소비자보다 훨씬 앞서 나갈 수 있습니다. 소비자가 생산자를 따라잡지 않으면 OutOfMemoryError 가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 잠재 생산자에게 대기열이 가득 찼다는 신호를 보내고 실패하면 빨리 포기하는 것이 좋습니다.
    • 즉, 생산자는 자연스럽게 제한됩니다.
  • 블로킹 큐는 일반적으로 동시 응용 프로그램에서 사용됩니다.
  • 정확하고 스레드로부터 안전한 구현을 제공합니다.
  • 메모리 소비도 제한되어야 합니다.