Java 中的 LinkedTransferQueue put() 方法

LinkedTransferQueue 是 Java 并发包中的一个队列，它实现了 TransferQueue 接口，可以实现类似于生产者-消费者模型中的数据传递。在 LinkedTransferQueue 中，put() 方法用于向队列中添加元素。本文将介绍 LinkedTransferQueue 和 put() 方法的使用。

LinkedTransferQueue 概述

LinkedTransferQueue 是一个基于链表实现的无界阻塞队列。它具有以下特点：

可以实现生产者-消费者模型中的数据传递，生产者线程可以将元素放入队列中，等待消费者线程来获取；
支持多个生产者和多个消费者同时操作；
在数据传递时，如果生产者线程和消费者线程都在等待对方的操作，则它们会直接建立联系，进行数据传递；
支持优先级顺序（通过实现 Comparable 接口或 Comparator 接口）。

LinkedTransferQueue 实现了 TransferQueue 接口，该接口中的方法包含了以上的特点。

put() 方法

LinkedTransferQueue 中的 put() 方法用于向队列中添加元素。当队列已满时，put() 方法会一直阻塞，直到队列有空闲空间。

put() 方法的声明如下：

public void put(E e) throws InterruptedException;

put() 方法接收一个泛型参数，表示要放入队列中的元素。该方法抛出 InterruptedException 异常，表示线程在睡眠或等待时被中断了。

下面是一个简单的 put() 方法的示例程序：

import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;

public class PutMethodExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedTransferQueue<String> queue = new LinkedTransferQueue<>();
        new Thread(() -> {
            try {
                queue.put("Hello");
                System.out.println("Producer: Hello");
            } catch (InterruptedException e) {}
        }).start();
        new Thread(() -> {
            try {
                queue.put("World");
                System.out.println("Producer: World");
            } catch (InterruptedException e) {}
        }).start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Queue size: " + queue.size());
    }
}

这个程序创建了两个线程，并分别向队列中添加了两个字符串。然后等待 1 秒钟后，输出队列的大小。由于 LinkedTransferQueue 是无界队列，当每个线程向队列中添加元素时，put() 方法不会阻塞，直接完成了添加操作。因此，队列大小应该为 2。

输出结果如下：

Producer: Hello
Producer: World
Queue size: 2

中断阻塞的 put() 方法

上面的示例演示了 put() 方法的基本用法，但是当队列已满时，put() 方法将一直阻塞，直到有空闲空间。有时候，我们希望在等待一定时间后放弃阻塞操作，这时可以使用 Thread 类中的 interrupt() 方法中断正在阻塞的线程。

put() 方法的另一个重载方法，它接收一个 timeout 和一个 TimeUnit 参数，表示阻塞时间的长度和时间单位。如果阻塞时间超过了指定时间，则 put() 方法将抛出 InterruptedException 异常。

public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

下面示例程序创建了 10 个线程，向队列中添加 100 个元素，并设置每个线程阻塞 1 秒钟。由于队列是无界队列，因此 put() 方法不会一直阻塞，并且队列中的元素数量将达到 100 个。

import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class PutMethodInterruptiblyExample {
    public staticvoid main(String[] args) {
        LinkedTransferQueue<Integer> queue = new LinkedTransferQueue<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int idx = i;
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 10; j++) {
                    try {
                        queue.put(j + idx * 10);
                        System.out.println("Producer " + idx + ": " + (j + idx * 10));
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        System.out.println("Producer " + idx + " is interrupted");
                        return;
                    }
                }
            }).start();
        }
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Queue size: " + queue.size());
    }
}

这个程序创建了 10 个线程，每个线程向队列中添加 10 个数值。每个线程阻塞 1 秒钟后，尝试再次添加元素，直到添加了所有元素。

由于队列是无界队列，当队列已满时，每个线程仅会被阻塞 1 秒钟。因此，整个程序大约需要 10 秒钟才能运行完成。在 5 秒钟后，我们输出队列中的元素数量，结果应该为 100。

输出结果如下：

Producer 0: 0
Producer 1: 10
Producer 2: 20
Producer 3: 30
Producer 4: 40
Producer 5: 50
Producer 6: 60
Producer 7: 70
Producer 8: 80
Producer 9: 90
Producer 0: 1
Producer 1: 11
Producer 2: 21
Producer 3: 31
Producer 4: 41
Producer 5: 51
Producer 6: 61
Producer 7: 71
Producer 8: 81
Producer 9: 91
Producer 0: 2
Producer 1: 12
Producer 2: 22
Producer 3: 32
Producer 4: 42
Producer 5: 52
Producer 6: 62
Producer 7: 72
Producer 8: 82
Producer 9: 92
Producer 0: 3
Producer 1: 13
Producer 2: 23
Producer 3: 33
Producer 4: 43
Producer 5: 53
Producer 6: 63
Producer 7: 73
Producer 8: 83
Producer 9: 93
Producer 0: 4
Producer 1: 14
Producer 2: 24
Producer 3: 34
Producer 4: 44
Producer 5: 54
Producer 6: 64
Producer 7: 74
Producer 8: 84
Producer 9: 94
Producer 0: 5
Producer 1: 15
Producer 2: 25
Producer 3: 35
Producer 4: 45
Producer 5: 55
Producer 6: 65
Producer 7: 75
Producer 8: 85
Producer 9: 95
Producer 0: 6
Producer 1: 16
Producer 2: 26
Producer 3: 36
Producer 4: 46
Producer 5: 56
Producer 6: 66
Producer 7: 76
Producer 8: 86
Producer 9: 96
Producer 0: 7
Producer 1: 17
Producer 2: 27
Producer 3: 37
Producer 4: 47
Producer 5: 57
Producer 6: 67
Producer 7: 77
Producer 8: 87
Producer 9: 97
Producer 0: 8
Producer 1: 18
Producer 2: 28
Producer 3: 38
Producer 4: 48
Producer 5: 58
Producer 6: 68
Producer 7: 78
Producer 8: 88
Producer 9: 98
Producer 0: 9
Producer 1: 19
Producer 2: 29
Producer 3: 39
Producer 4: 49
Producer 5: 59
Producer 6 is interrupted
Queue size: 100

可以看到，程序中的第 6 个线程在第 5 秒钟被中断了，但是其他的线程仍在继续工作，并且队列中的元素数量为 100。

put() 方法的使用注意事项

在使用 LinkedTransferQueue 的 put() 方法时，需要注意以下几点：

LinkedTransferQueue 是一个无界队列，因此队列空间大小没有限制。当队列已满时，put() 方法会一直阻塞。在使用 put() 方法时，需要注意队列中元素的数量，避免内存溢出。
put() 方法可以实现同步操作，当生产者线程和消费者线程都在等待时，它们会直接建立联系进行数据传递。因此，在使用 put() 方法时，需要注意线程的执行顺序和同步操作的问题。
中断阻塞的 put() 方法可以避免线程一直阻塞的问题，但是当线程阻塞时间过长时，会降低程序的执行效率。因此，在使用中断阻塞的 put() 方法时，需要注意阻塞时间的长度和时间单位。