极客笔记LinkedTransferQueue getWaitingConsumerCount()方法在Java中的示例
LinkedTransferQueue是Java中一个同步的队列实现类，它继承自AbstractQueue，并实现了TransferQueue接口。LinkedTransferQueue采用链表的方式存储数据，是一种高效的同步队列，在多线程的环境下，它可以更好地满足线程间的数据传递需求。在LinkedTransferQueue中，getWaitingConsumerCount()方法可以获取当前等待获取元素的消费者线程数量，本文将对该方法进行详细讲解。
LinkedTransferQueue类的定义
在深入讲解getWaitingConsumerCount()方法之前，我们先来看看LinkedTransferQueue类的定义：
public class LinkedTransferQueue<E> extends AbstractQueue<E>
implements TransferQueue<E>, java.io.Serializable {
/**
* 默认的无边界队列容量
*/
static final int DEFAULT_MAX_CAPACITY = Integer.MAX_VALUE;
/**
* 节点类，用来存储数据和链表指针
*/
static final class Node {
volatile Object item;
volatile Node next;
volatile Thread waiter;
Node(Object item) {
UNSAFE.putObject(this, itemOffset, item);
}
}
/**
* 常量，用于指定链表头节点的下一个节点指针
*/
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<LinkedTransferQueue, Node> headUpdater =
AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(LinkedTransferQueue.class, Node.class, "head");
/**
* 常量，用于指定当前链表的尾部节点指针
*/
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<LinkedTransferQueue, Node> tailUpdater =
AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(LinkedTransferQueue.class, Node.class, "tail");
/**
* 链表头指针，每个节点的next指针指向下一个节点
*/
private transient volatile Node head;
/**
* 链表尾指针
*/
private transient volatile Node tail;
/**
* 最大容量
*/
private final int maxCapacity;
/**
* 等待获取元素的消费者线程数量
*/
private transient volatile int waitingConsumerCount;
// 省略其他代码
}
从上面的代码中可以看到LinkedTransferQueue类定义了一个Node类，用于存储数据和链表指针，其中包括：
- item：用于存储节点的数据
- next：指向下一个节点
- waiter：等待当前节点的线程
LinkedTransferQueue还定义了两个常量：headUpdater和tailUpdater，分别用于指定链表头节点和链表尾节点的指针，通过这两个常量，可以实现原子修改链表节点指针的功能。
getWaitingConsumerCount()方法的定义
getWaitingConsumerCount()方法定义如下：
public int getWaitingConsumerCount() {
int n = 0;
for (Node p = head; p != null && p.isWaiting(); p = p.next)
if (p.waiter == null) // ignore transient nulls
++n;
return n;
}
该方法用于获取当前等待获取元素的消费者线程数量，具体实现过程如下：
- 从链表头开始遍历，找到所有等待获取元素的节点（即节点的waiter不为null）
- 统计等待当前节点的消费者线程数量
对于每个节点p，首先判断该节点是否等待，如果等待，则判断该节点的waiter是否为null，如果waiter不为null，说明该节点正在等待获取元素，将其计入等待数量n中。
示例代码
接下来我们来看一个示例代码，该代码模拟了一个生产者-消费者模型，其中生产者线程不断向队列中添加元素，消费者线程不断从队列中获取元素，每当队列中元素个数达到10个时，生产者线程会等待消费者线程来获取元素。我们可以利用getWaitingConsumerCount()方法来获取当前正在等待获取元素的消费者线程数量，如果这个数量大于0，说明生产者线程已经等待了一段时间，但是还没有消费者线程来获取元素了，可以进行一些后续操作，比如输出一条警告信息等。
示例代码如下：
import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Example {
public static void main(String[] args) {
LinkedTransferQueue<Integer> queue = new LinkedTransferQueue<>();
Thread producer = new Thread() {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
try {
queue.transfer(i);
if (queue.size() == 10) {
int waitingConsumerCount = queue.getWaitingConsumerCount();
if (waitingConsumerCount > 0) {
System.out.println("Warn: Waiting for " + waitingConsumerCount + " consumers");
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Thread consumer = new Thread() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Integer item = queue.poll(1, TimeUnit.SECONDS);
if (item != null) {
System.out.println("Item: " + item);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
producer.start();
consumer.start();
}
}
在这个示例代码中，我们创建了一个LinkedTransferQueue实例，并启动一个生产者线程和一个消费者线程。
生产者线程使用transfer()方法不断向队列中添加元素，当队列中的元素个数达到10个时，通过getWaitingConsumerCount()方法获取当前正在等待获取元素的消费者线程数量。如果等待数量大于0，就输出一条警告信息。
消费者线程使用poll()方法从队列中获取元素，并在获取到元素时输出该元素的值。
结论
在Java中，LinkedTransferQueue是一种高效的同步队列实现类，它可以更好地满足线程间的数据传递需求。getWaitingConsumerCount()方法是LinkedTransferQueue中的一个重要方法，可以用于获取当前正在等待获取元素的消费者线程数量。在多线程编程中，可以通过这个方法来监控线程状态并进行一些后续操作。