打造一个队列，让任务排队执行轻而易举！

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2023-09-01 20:25:25

排队进行：如何封装一个队列来管理任务

队列：任务管理的基石

队列在软件开发中扮演着举足轻重的角色。它是一种先进先出（FIFO）的数据结构，允许我们以有序的方式管理任务。队列充当一个任务的缓冲区，按照到达顺序对任务进行处理，确保先到先得。

在多线程环境中，队列特别有用，因为它有助于控制并发任务的执行，避免混乱和竞争。它通过为线程提供一个共享的排队机制，让它们可以有序地访问资源和处理任务。

设计一个阻塞队列

要封装一个队列，我们需要考虑以下设计因素：

线程安全： 队列必须是线程安全的，以防止并发访问导致数据损坏。
阻塞操作： 队列应该支持阻塞操作，这样当队列为空时，等待线程可以自动阻塞，直到有新任务加入队列。
性能： 队列应该具有良好的性能，以最大限度地减少任务处理的延迟。

实施步骤

1. 定义队列接口：

这是队列的蓝图，它定义了队列的基本操作，例如入队、出队和检查队列是否为空。

public interface Queue<T> {
    void enqueue(T item);
    T dequeue();
    boolean isEmpty();
}

2. 封装阻塞队列：

BlockingQueue 类实现了队列接口，并提供了阻塞操作和线程安全。

public class BlockingQueue<T> implements Queue<T> {

    private final List<T> queue = new LinkedList<>();
    private final Object lock = new Object();

    @Override
    public void enqueue(T item) {
        synchronized (lock) {
            queue.add(item);
            lock.notifyAll();
        }
    }

    @Override
    public T dequeue() {
        synchronized (lock) {
            while (queue.isEmpty()) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return queue.remove(0);
        }
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        synchronized (lock) {
            return queue.isEmpty();
        }
    }
}

使用方法：

创建一个阻塞队列的实例，并使用 enqueue() 和 dequeue() 方法将任务放入和取出队列。

BlockingQueue<Task> queue = new BlockingQueue<>();

// 生产者线程
Thread producer = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        queue.enqueue(new Task(i));
    }
});

// 消费者线程
Thread consumer = new Thread(() -> {
    while (!queue.isEmpty()) {
        Task task = queue.dequeue();
        // 处理任务
    }
});

producer.start();
consumer.start();

代码示例：

public class Task {
    private final int id;

    public Task(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Task: " + id;
    }
}