极客笔记Java LinkedBlockingQueue toString()方法示例
在Java中，LinkedBlockingQueue是一个阻塞式的队列实现。它是线程安全的，可以被多个线程同时操作。LinkedBlockingQueue的toString()方法可以将队列的内容转换为字符串形式进行输出，本文将介绍如何使用该方法。
LinkedBlockingQueue简介
在Java中，队列是一种常见的数据结构，用于存储一组元素并提供基本的插入和删除操作。队列分为两类：先进先出（FIFO）队列和后进先出（LIFO）队列。而LinkedBlockingQueue是一种FIFO队列，即先进先出队列，它遵循先进先出原则。
LinkedBlockingQueue的实现基于链表，内部有两个指针head和tail，分别用于指向队首和队尾。由于LinkedBlockingQueue实现了BlockingQueue接口，所以它也具备了阻塞式操作的特点，即当队列满时，插入操作将被阻塞，等待队列中有元素被取出；当队列为空时，删除操作将被阻塞，等待队列中有元素被插入。
LinkedBlockingQueue toString()方法
LinkedBlockingQueue的toString()方法可以将队列的内容转换为字符串形式进行输出。具体格式为：
getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode()) + "[" + array.toString() + "]"
其中，getClass().getName()用于获取LinkedBlockingQueue对象的类名；Integer.toHexString(hashCode())用于将LinkedBlockingQueue对象的哈希码转换为16进制格式的字符串；array.toString()用于将队列中所有元素转换为字符串形式进行输出。
下面是一个简单的示例代码：
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class LinkedBlockingQueueExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
System.out.println(queue.toString());
}
}
运行结果如下：
java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue@6d06d69c[1, 2, 3]
可以看到，toString()方法输出了LinkedBlockingQueue对象的类名、哈希码以及队列中的所有元素。
LinkedBlockingQueue toString()方法实现原理
LinkedBlockingQueue的toString()方法实现非常简单，只是将队列中所有元素转换为字符串形式进行输出。具体实现如下：
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode()) + "[" + array.toString() + "]";
}
其中，getClass().getName()用于获取对象的类名，Integer.toHexString(hashCode())用于将对象的哈希码转换为16进制格式的字符串，array.toString()用于将队列中所有元素转换为字符串形式进行输出。
需要注意的是，由于LinkedBlockingQueue是线程安全的队列实现，所以在调用toString()方法时可能存在并发修改队列的情况。因此，在多线程环境下，我们应该使用带锁的toString()方法，避免出现数据不一致的情况。
带锁的LinkedBlockingQueue toString()方法
为了避免在多线程环境下出现数据不一致的情况，Java官方提供了一个带锁的toString()方法实现，具体实现如下：
public String toString() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
Node<E> p = head.next;
if (p == null)
return "[]";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('[');
for (;;) {
E e = p.item;
if (e == this)
sb.append("(this Collection)");
else
sb.append(e);
p = p.next;
if (p == null)
return sb.append(']').toString();
sb.append(',').append(' ');
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
上述实现中，我们使用了ReentrantLock来保证多线程下的线程安全。在获取锁之后，我们首先获取队首节点p，并将队列中的元素转换为字符串形式，并将其添加到StringBuilder中。由于队列是一个链表结构，我们可以通过不断移动p指针来遍历整个队列。
在遍历过程中，我们可以将元素转换为字符串形式，并添加到StringBuilder中。如果队列中的元素是LinkedBlockingQueue对象本身，则将字符串”(this Collection)”添加到StringBuilder中。需要注意的是，在每个元素字符串后面都添加了逗号和空格，并在最后一个元素字符串的后面添加了”]”，以形成完整的字符串格式。
最后，我们释放锁并返回StringBuilder的字符串形式。
结论
LinkedBlockingQueue的toString()方法可以将队列的内容转换为字符串形式进行输出，具体格式为”类名@哈希码[元素1, 元素2, …]”。为了在多线程环境下保证线程安全，我们可以使用带锁的toString()方法实现，避免出现数据不一致的情况。同时，我们也可以根据实际需要重写toString()方法，以实现自定义的字符串格式输出。