Java中PriorityBlockingQueue spliterator()方法

在Java中，PriorityBlockingQueue是一个具有优先级的无界队列，也是一个线程安全的类。它提供了spliterator()方法，该方法返回一个包含队列所有元素的spliterator，可以对队列中的元素进行遍历。

spliterator()方法的定义

首先，我们来看一下PriorityBlockingQueue类中spliterator()方法的定义：

public Spliterator<E> spliterator() {
    return new PBQSpliterator<E>(this, null, null, 0);
}

该方法返回一个实现Spliterator接口的PBQSpliterator对象。

Spliterator接口的定义

Spliterator接口是Java 8中新引入的接口，它支持对数据进行并行操作。其中定义了如下方法：

public interface Spliterator<T> {
    boolean tryAdvance(Consumer<? super T> action);
    default void forEachRemaining(Consumer<? super T> action);
    Spliterator<T> trySplit();
    long estimateSize();
    int characteristics();
}

tryAdvance(Consumer<? super T> action)：对该spliterator中的元素进行迭代，如果还有元素未被迭代，则返回true，否则返回false。
forEachRemaining(Consumer<? super T> action)：对该spliterator中的所有元素进行迭代。
trySplit()：尝试将该spliterator的一部分划分出来，并返回一个新的spliterator对象。如果该spliterator不能进一步划分，则返回null。
estimateSize()：返回该spliterator的元素数量的预估值。
characteristics()：返回一个标志位集，用于描述此spliterator的特性。

PBQSpliterator的定义

PBQSpliterator是一个自定义的Spliterator实现类，用于对PriorityBlockingQueue中的元素进行遍历。它的定义如下：

static final class PBQSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
    private final PriorityBlockingQueue<E> queue;
    private Object[] array;
    private int index;    
    private int fence;

    PBQSpliterator(PriorityBlockingQueue<E> queue, Object[] array, int index, int fence) {
        this.queue = queue;
        this.array = array;
        this.index = index;
        this.fence = fence;
    }

    private void initialize() {
        Object[] a;
        int i;
        if ((a = array) == null) {
            i = index = 0;
            a = array = queue.toArray();
        }
        else
            i = index;
        if ((fence = a.length) < 0)
            fence = 0;
    }

    public Spliterator<E> trySplit() {
        /*
         * Split into arrays of approximately equal sizes.
         * Traverse and clean out elements falling into
         * first half of partition.
         */
        Object[] a = array;
        int lo = index, mid = (lo + fence) >>> 1, hi = fence;
        return (lo >= mid) ? null :
            new PBQSpliterator<E>(queue, a, lo, index = mid);
    }

    public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
        if (action == null)
            throw new NullPointerException();
        initialize();
        while (index < fence) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)array[index];
            index++;
            if (e != null) {
                action.accept(e);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        if (action == null)
            throw new NullPointerException();
        initialize();
        for (Object e : array) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e2 = (E)e;
            if (e2 != null)
                action.accept(e2);
        }
        index = fence;
    }

    public long estimateSize() {
        initialize();
        return (long)(fence - index);
    }

    public int characteristics() {
        return Spliterator.ORDERED | Spliterator.NONNULL |
               Spliterator.DISTINCT;
    }    
}

PBQSpliterator类中包含一个PriorityBlockingQueue对象、一个Object类型的数组array、一个int类型的下标值index和一个int类型的阈值fence。构造方法中，传入了一个PriorityBlockingQueue对象和三个int类型的参数，用于初始化该对象的属性。trySplit()方法将该spliterator划分为两部分，返回后半部分的spliterator，将前半部分的元素移至数组中。tryAdvance()方法将Spliterator的下一个元素传递给指定的Consumer。forEachRemaining()方法对该spliterator中的所有元素进行迭代。estimateSize()方法返回该spliterator中剩余的元素数量，characteristics()方法返回一个标志位集，标识该spliterator的特性。

示例代码

我们通过以下示例代码来演示spliterator()方法的用法：

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Spliterator;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        PriorityBlockingQueue<Integer> queue = new PriorityBlockingQueue<>();
        queue.offer(1);
        queue.offer(2);
        queue.offer(3);
        queue.offer(4);
        queue.offer(5);

        Spliterator<Integer> spliterator = queue.spliterator();
        spliterator.forEachRemaining(System.out::println);
    }
}

输出：

在该示例中，我们创建了一个PriorityBlockingQueue对象，并向队列中添加了5个元素。随后，我们通过spliterator()方法创建了一个Spliterator对象，并使用forEachRemaining()方法对队列中的所有元素进行了迭代输出。