LinkedBlockingDeque API 实现

LinkedBlockingDeque 是 Java 的一个双向阻塞队列数据结构，是线程安全的，可以用于多线程并发操作。本篇文章将详细介绍 LinkedBlockingDeque 的实现细节和 API 方法。

实现细节

LinkedBlockingDeque 是由一个链表实现的双向队列，它通过两个节点 head 和 tail 来实现队列的入队和出队。在队列的头部插入元素时，会修改 head 节点，尾部插入元素时会修改 tail 节点，并且支持阻塞操作，当队列为空时，获取元素操作会被阻塞，直到有元素被插入。同样的，当队列已满时，插入元素的操作也会被阻塞，直到队列中有元素被取出。

实现代码：

public class LinkedBlockingDeque<E> {
    private Node<E> head;
    private Node<E> tail;
    private final int capacity;
    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
    private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
    private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
    private final Condition notFull = putLock.newCondition();
    
    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> prev;
        Node<E> next;
        Node(E obj) {
            item = obj;
        }
    }
    
    public LinkedBlockingDeque(int capacity) {}
    public LinkedBlockingDeque() {}

    public void addFirst(E e) throws InterruptedException {}
    public void addLast(E e) throws InterruptedException {}
    public boolean offerFirst(E e) {}
    public boolean offerLast(E e) {}
    public E takeFirst() throws InterruptedException {}
    public E takeLast() throws InterruptedException {}
    public E pollFirst(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {}
    public E pollLast(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {}
    public E removeFirst() {}
    public E removeLast() {}

    public E element() {};
    public E peek() {};

    public boolean add(E e) {}
    public boolean offer(E e) {}
    public E remove() {}
    public E poll() {}
    public E peekFirst() {}
    public E peekLast() {}

    public boolean remove(Object o) {}
    public boolean contains(Object o) {}
    public int size() {}
    public void clear() {}
    public boolean isEmpty() {}
}

API 方法

下面将分别介绍 LinkedBlockingDeque 的 API 方法。

构造方法

LinkedBlockingDeque()

• 无参构造方法，创建一个无界的 LinkedBlockingDeque。

public LinkedBlockingDeque() {}

LinkedBlockingDeque(int capacity)

• 带参构造方法，创建一个有界的 LinkedBlockingDeque。

public LinkedBlockingDeque(int capacity) {}

插入方法

addFirst(E e)

• 在双向队列的头部插入元素，如果队列已满则抛出异常，支持阻塞操作。

public void addFirst(E e) throws InterruptedException {}

addLast(E e)

• 在双向队列的尾部插入元素，如果队列已满则抛出异常，支持阻塞操作。

public void addLast(E e) throws InterruptedException {}

offerFirst(E e)

• 在双向队列的头部插入元素，如果队列已满则返回 false，不支持阻塞操作。

public boolean offerFirst(E e) {}

offerLast(E e)

• 在双向队列的尾部插入元素，如果队列已满则返回 false，不支持阻塞操作。

public boolean offerLast(E e) {}

移除方法

takeFirst()

• 从双向队列的头部取出元素，如果队列为空则阻塞，直到队列中有元素可取。如果线程被中断了，会抛出 InterruptedException 逃逸阻塞。

public E takeFirst() throws InterruptedException {}

takeLast()

• 从双向队列的尾部取出元素，如果队列为空则阻塞，直到队列中有元素可取。如果线程被中断了，会抛出 InterruptedException 逃逸阻塞。

public E takeLast() throws InterruptedException {}

pollFirst(long timeout, TimeUnit unit)

• 在指定的时间内，从双向队列的头部取出元素，如果队列为空则阻塞，直到超时或队列中有元素可取。如果线程被中断了，会抛出 InterruptedException 逃逸阻塞。

public E pollFirst(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {}

pollLast(long timeout, TimeUnit unit)

• 在指定的时间内，从双向队列的尾部取出元素，如果队列为空则阻塞，直到超时或队列中有元素可取。如果线程被中断了，会抛出 InterruptedException 逃逸阻塞。

public E pollLast(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {}

removeFirst()

• 从双向队列的头部取出元素，如果队列为空则抛出异常。

public E removeFirst() {}

removeLast()

• 从双向队列的尾部取出元素，如果队列为空则抛出异常。

public E removeLast() {}

检索方法

element()

• 获取双向队列的头部元素，并且不会移除这个元素。如果队列为空则抛出异常。

public E element() {}

peek()

• 获取双向队列的头部元素，并且不会移除这个元素。如果队列为空则返回 null。

public E peek() {}

peekFirst()

• 获取双向队列的头部元素，并且不会移除这个元素。如果队列为空则返回 null。

public E peekFirst() {}

peekLast()

• 获取双向队列的尾部元素，并且不会移除这个元素。如果队列为空则返回 null。

public E peekLast() {}

判断方法

contains(Object o)

• 判断双向队列中是否包含某个元素。

public boolean contains(Object o) {}

isEmpty()

• 判断双向队列是否为空。

public boolean isEmpty() {}

size()

• 获取双向队列中元素的数量。

public int size() {}

删除方法

clear()

• 清空双向队列中的所有元素。

public void clear() {}

poll()

• 从双向队列的头部取出元素，如果队列为空则返回 null。

public E poll() {}

remove()

• 从双向队列的头部取出元素，如果队列为空则抛出异常。

public E remove() {}

remove(Object o)

• 移除双向队列中指定的元素。

public boolean remove(Object o) {}

drainTo(Collection<? extends E> c)

• 将双向队列中的所有元素按顺序取出，并且放入指定的集合中。

public void drainTo(Collection<? extends E> c) {}

drainTo(Collection<? extends E> c, int maxElements)

• 将双向队列中的所有元素按顺序取出，并且放入指定的集合中，最多取出指定数量的元素。

public int drainTo(Collection<? extends E> c, int maxElements) {}

总结

本文介绍了 LinkedBlockingDeque 的实现细节和 API 方法，从源码层面深入理解了该数据结构的原理。LinkedBlockingDeque 是一个线程安全的、阻塞队列，支持双向插入和删除，可以用于多线程并发操作。在实际应用中，需要根据具体的场景选择合适的数据结构来完成任务，LinkedBlockingDeque 是一个不错的选择。