一个简单Thread缓冲池的实现
在应用中，我们常常需要Thread缓冲池来做一些事以提高程序的效率和并发性。本文演示了如何利用Queue这种数据结构实现一个简单的Thread缓冲池。
在应用中，我们常常需要Thread缓冲池来做一些事以提高程序的效率和并发性。本文演示了如何利用Queue这种数据结构实现一个简单的Thread缓冲池。
一个Thread缓冲池可以设计成以下这样：缓冲池由几个工作Thread和一个Queue组成，Client负责把任务放到Queue里面(put方法)，而工作Thread就依次取出这些任务并执行它们(get方法)。
Queue的一个经典实现是使用一个循环数组(这个实现在很多数据结构的书上都有介绍)，如一个大小为size的数组，这个循环数组可以被想象成首尾相连的一个环。oldest指向Queue中最老的数据所在的位置，next指向下一个可以放新数据的位置。
放入一个新数据到next的位置后，需要更新next：next = (next + 1) % size;
从oldest位置取出一个数据后，需要更新oldest：oldest = (oldest + 1) % size;
当oldest == next的时候，Queue为空，
当(next + 1) % size == oldest的时候，Queue为满。
(注意：为了区分Queue为空和为满的情况，实际上Queue里面最多能放size-1个数据。)
因为这个Queue会同时被多个线程访问，需要考虑在这种情况下Queue如何工作。首先，Queue需要是线程安全的，可以用Java里的synchronized关键字来确保同时只有一个Thread在访问Queue.
我们还可以注意到当Queue为空的时候，get操作是无法进行的;当Queue为满的时候，put操作又是无法进行的。在多线程访问遇到这种情况时，一般希望执行操作的线程可以等待(block)直到该操作可以进行下去。比如，但一个Thread在一个空Queue上执行get方法的时候，这个 Thread应当等待(block)，直到另外的Thread执行该Queue的put方法后，再继续执行下去。在Java里面，Object对象的 wait (),notify()方法提供了这样的功能。
把上面的内容结合起来，就是一个SyncQueue的类：
| public class SyncQueue {
public SyncQueue(int size) { _array = new Object[size]; _size = size; _oldest = 0; _next = 0; } public synchronized void put(Object o) { while (full()) { try { wait(); } catch (InterruptedException ex) { throw new ExceptionAdapter(ex); } } _array[_next] = o; _next = (_next + 1) % _size; notify(); } public synchronized Object get() { while (empty()) { try { wait(); } catch (InterruptedException ex) { throw new ExceptionAdapter(ex); } } Object ret = _array[_oldest]; _oldest = (_oldest + 1) % _size; notify(); return ret; } protected boolean empty() { return _next == _oldest; } protected boolean full() { return (_next + 1) % _size == _oldest; } protected Object [] _array; protected int _next; protected int _oldest; protected int _size; } |
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