O que é BlockingQueue Thread-Safe em Java? Quando você deve usá-lo? Implementação anexada

Publicados: 2021-04-30
O que é Threadsafe BlockingQueue em Java e quando você deve usá-lo

Até agora escrevi dois artigos sobre o conceito Produtor Consumidor no Crunchify. 1º para explicar Java Semaphore e Mutex e 2º para explicar Leitura/Gravação Concorrente.

Neste Tutorial de Java, abordaremos o mesmo conceito de Produtor/Consumidor para explicar o BlockingQueue in Java .

Quais são as vantagens do Blocking Queue em Java?

Um java.util.Queue suporta operações que aguardam que a fila se torne não vazia ao recuperar um elemento e aguardam que o espaço fique disponível na fila ao armazenar um elemento.

java.util.BlockingQueue em java - Crunchify

Precisamos criar quatro classes Java:

  1. CrunchifyMessage.java para colocar e receber mensagem
  2. CrunchifyBlockingProducer.java para colocar a mensagem na fila
  3. CrunchifyBlockingConsumer.java para obter a mensagem da fila
  4. CrunchifyBlockingMain.java para iniciar o teste

As implementações BlockingQueue são thread-safe . Todos os métodos de enfileiramento são de natureza atômica e usam travas internas.

Vamos começar na implementação do Thread-Safe BlockingQueue em Java

Passo 1

Crie a classe CrunchifyMessage.java . Este é um objeto Java simples.

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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 ;
     }
}

Passo 2

Crie o produtor CrunchifyBlockingProducer.java que criou uma mensagem simples e a colocou na fila.

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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 ) ;
         }
     }   
}

Etapa 3

Crie a classe CrunchifyBlockingConsumer.java que consome a mensagem da fila.

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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 ( ) ;
         }
     }   
}

Passo 4

Crie o método CrunchifyBlockingMain.java simples que executa o teste BlockingQueue. Execute este programa para verificar o comportamento do BlockingQueue.

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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" ) ;
     }   
}

Um BlockingQueue não aceita elementos nulos . Implementações lançam NullPointerException nas tentativas de adicionar , colocar ou oferecer um valor nulo .

Um valor nulo é usado como um valor sentinela para indicar falha nas operações de sondagem .

Resultado:

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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 .

Quando devemos usar java.util.concurrent.BlockingQueue?

  • Quando você deseja limitar algum tipo de solicitação recebida, deve usar o mesmo
  • Um produtor pode ficar muito à frente dos consumidores com uma fila ilimitada. Se o consumidor não estiver alcançando o produtor, isso pode causar um OutOfMemoryError . Em situações como essas, pode ser melhor sinalizar a um possível produtor que a fila está cheia e desistir rapidamente com uma falha.
    • Em outras palavras: os produtores são naturalmente estrangulados.
  • A Fila de Bloqueio é normalmente usada em aplicativos simultâneos
  • Ele fornece uma implementação correta e thread-safe
  • O consumo de memória também deve ser limitado