【Java并发编程】18、PriorityBlockingQueue源码分析

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PriorityBlockingQueue是一个基于数组实现的线程安全的无界队列，原理和内部结构跟PriorityQueue基本一样，只是多了个线程安全。javadoc里面提到一句，1：理论上是无界的，所以添加元素可能导致outofmemoryerror；2.不容许添加null；3.添加的元素使用构造时候传入Comparator排序，要不然就使用元素的自然排序。

PriorityBlockingQueue是基于优先级，不是FIFO，这是个好东西，可以用来实现优先级的线程池，高优先级的先执行，低优先级的后执行。跟之前看过的几个队列一样，都是继承AbstractQueue实现BlockingQueue接口。

对于优先级的实现，是采用数组来实现堆的，大概样子画个图容易理解：

堆顶元素是最小的，对于各左右子堆也保证堆顶元素最小。应用的数据结构为：最大堆/最小堆，是一个完全二叉树

容易混淆的概念：

二叉排序树，又称二叉查找树，又称二叉搜索树

或者是一棵空树，或者是具有下列性质的二叉树：

（1）若左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值；

（2）若右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值；

（3）左、右子树也分别为二叉排序树；

完全二叉树：叶节点只能出现在最下层和次下层，并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树

平衡二叉树：它是一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1，并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树，同时，平衡二叉树必定是二叉搜索树

红黑树：是一种自平衡二叉查找树

内部结构和构造：

//基于数组实现的，如果构造没有传入容量，就是用默认大小
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11;/**
* 数组最大容量
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;/**
* 优先级队列数组，记住queue[n]的2个左右子元素在数组的位置为在queue[2*n+1]和queue[2*(n+1)]
*/
private transient Object[] queue;/**
* 队列元素个数
*/
private transient int size;/**
* 比较器，构造时可以选择传入，没有就null，到时候就使用元素的自然排序
*/
private transient Comparator<? super E> comparator;/**
* 重入锁控制多有操作
*/
private final ReentrantLock lock;/**
* 队列为空的时候条件队列
*/
private final Condition notEmpty;/**
* 自旋锁
*/
private transient volatile int allocationSpinLock;/**
* 序列化的时候使用PriorityQueue，这个PriorityBlockingQueue几乎一模一样
*/
private PriorityQueue q;/**
* 默认构造，使用默认容量，没有比较器
*/
public PriorityBlockingQueue() {
this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
}public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, null);
}/**
* 最终调用的构造
*/
public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity,
Comparator<? super E> comparator) {
if (initialCapacity < 1)
throw new IllegalArgumentException();
this.lock = new ReentrantLock();
this.notEmpty = lock.newCondition();
this.comparator = comparator;
this.queue = new Object[initialCapacity];
}