Java中LinkedTransferQueue的drainTo()方法

Java中LinkedTransferQueue的drainTo()方法

LinkedTransferQueue是Java中的一个并发集合,它继承自ConcurrentLinkedQueue,是一个无界阻塞队列。它的设计目标是在高并发的情况下提供高性能、低延迟的消息传递机制。和ConcurrentLinkedQueue一样,LinkedTransferQueue也有一系列的操作方法,其中drainTo()方法是其中一个比较常用的方法。

drainTo()方法的作用

LinkedTransferQueue的drainTo()方法是用来将队列中的元素“移除并放进另一个集合中”的操作。具体来说,该方法会将队列中指定数量的元素(可以为0)移除,并添加到指定容器(Collection)中,容器可以为List、Set等类型的容器。该方法可以被多个线程并发调用,而且具有阻塞特性。

drainTo()方法的定义如下:

public int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);

其中,参数c为目标容器,maxElements为最大元素数量。该方法会将队列中的元素移除并放入容器c中,最多移除maxElements个元素。如果队列中元素数量不足maxElements个,则移除全部元素并放入容器c中。

调用该方法后,队列中的元素数量会减少移除元素的个数。

使用drainTo()方法

下面是drainTo()方法的使用示例代码:

LinkedTransferQueue<Integer> queue = new LinkedTransferQueue<>();
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
queue.add(4);

List<Integer> list = new ArrayList<>();
queue.drainTo(list, 3);

System.out.println("queue size: " + queue.size()); // 1
System.out.println("list size: " + list.size()); // 3
System.out.println(list); // [1, 2, 3]

上述代码中,我们首先创建了一个LinkedTransferQueue对象,并向队列中添加了4个元素。接着,我们创建一个ArrayList对象作为目标容器,然后调用队列的drainTo()方法将队列中的元素移除并放入ArrayList中,最多移除3个元素。最后,在控制台输出队列和ArrayList的元素数量和内容。

代码实现

LinkedTransferQueue的drainTo()方法的实现逻辑非常简单,源码如下:

public int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements) {
    if (c == null)
        throw new NullPointerException();
    if (c == this)
        throw new IllegalArgumentException();
    int transferred = 0;
    Node<K, V> p;
    while (transferred < maxElements && (p = head.next) != null) {
        E e = p.transfer(null);
        if (e != null) {
            c.add(e);
            transferred++;
        }
        if (p == head.next)
            casHead(p, p.next);
    }
    return transferred;
}

该方法的核心逻辑是遍历头节点后面的节点,并将节点中的元素逐个取出添加到目标容器中,如果达到了指定的最大元素数量就退出循环。调用transfer(null)方法可以将该节点的元素移除,如果移除成功则将元素添加到目标容器中,同时transferred++,最后再将头结点指向下一个节点(即删除该节点)。循环执行直到移除的元素数量等于maxElements或者队列为空。

阻塞特性

在drainTo()方法中,如果队列为空,调用该方法的线程会被挂起直到队列可用。为此,在使用drainTo()方法时需要注意,如果需要防止该方法挂起,可以使用drainTo(Collection, int)方法的另一个重载,该重载使用非阻塞方式,如果队列为空返回0。

drainTo的另外一个版本方法定义如下:

public int drainTo(Collection<? super E> c)

该方法的实现非常简单,调用drainTo(c, Integer.MAX_VALUE)即可,将最大元素数量设为一个较大的数。

结论

LinkedTransferQueue的drainTo()方法是用来移除队列中指定数量的元素并放入另一个集合中的方法。调用该方法会阻塞当前线程,直到队列中有足够的元素。该方法适用于需要一次性处理一定数量的元素场景,比如消息队列中的消费者需要从队列中批量消费数据。需要注意的是,如果要避免阻塞,可以使用drainTo(Collection)方法,它将队列中所有元素移除并放入容器中,不会阻塞线程。

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