极客笔记Java中PriorityBlockingQueue的toString()方法
在Java中，PriorityBlockingQueue是一种带有优先级的阻塞队列，其特点是可以拥有固定的容量，并且在容量满时会阻塞插入操作。除此之外，PriorityBlockingQueue还可以根据元素的优先级对队列中的元素进行排序。但是，PriorityBlockingQueue类的toString()方法实现时比较特殊，需要我们对其进行特殊的分析。
PriorityBlockingQueue简介
在介绍PriorityBlockingQueue的toString()方法之前，我们需要先了解一下PriorityBlockingQueue的基本使用方法。
在Java中，PriorityBlockingQueue是一个线程安全的队列类，它按照优先级的顺序来执行元素，且具有以下特点：
- 可以设置队列大小，当队列满时会阻塞插入操作；
- 具有优先级排序功能，可以确保加入的元素按照指定顺序处理；
- 读取和写入数据都是线程安全的；
- 支持多线程，可以同时操作一个队列。
我们来看一个例子来了解PriorityBlockingQueue的基本使用方法：
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
public class PriorityBlockingQueueDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
PriorityBlockingQueue<Integer> priorityBlockingQueue = new PriorityBlockingQueue<>(10);
priorityBlockingQueue.put(7);
priorityBlockingQueue.put(5);
priorityBlockingQueue.put(9);
Integer result = priorityBlockingQueue.take();
System.out.println(result); // 输出5
}
}
在上面的代码中，我们首先导入了java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue类，然后创建了一个容量为10的PriorityBlockingQueue对象priorityBlockingQueue。接着，我们往priorityBlockingQueue中加入了三个数字7、5、9，由于 PriorityBlockingQueue是有优先级的队列，并且是按照优先级从小到大排列的，所以在取出元素时，会先取出优先级最小的数字5，并把它赋值给result。最后，我们打印出result的值，结果为5。
PriorityBlockingQueue的toString()方法
在Java中，所有的对象都继承了Object类，而Object类中定义了一个toString()方法，用来输出对象的字符串表示。在PriorityBlockingQueue中，toString()方法是继承Object类的，其实现方式比较特殊，需要我们对其进行特别的分析。
从PriorityBlockingQueue的源代码中可以看出，PriorityBlockingQueue是继承自AbstractQueue类的。而AbstractQueue类有一个默认的toString()方法，它会返回一个可读的字符串，其中包含了容器的元素。但是，在PriorityBlockingQueue中，toString()方法的实现并不完全依赖于继承体系，而是使用了特殊的方式，其中使用了ReentrantLock来保证输出的线程安全。
我们来看一下PriorityBlockingQueue的toString()方法的源代码：
public String toString() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
int n = size();
if (n == 0)
return "[]";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('[');
Iterator<E> it = iterator();
sb.append(it.next());
for (int i = 1; i < n; i++) {
sb.append(", ");
sb.append(it.next());
}
sb.append(']');
return sb.toString();
} finally {
lock.unlock();
}
}
从源代码中可以看出，首先获取了当前对象的lock锁，然后获取了队列大小，如果队列大小为0，则直接返回空数组。如果队列大小不为0，则创建一个StringBuilder对象，并在StringBuilder对象的最开始添加一个左方括号。
接着，遍历PriorityBlockingQueue中的Iterator，将PriorityBlockingQueue中的第一个元素加入到StringBuilder中，并在后面添加逗号和空格，然后将PriorityBlockingQueue中的其它元素也加入到StringBuilder中。最后，将一个右方括号加入到StringBuilder中，并将StringBuilder对象转换为字符串并返回。
需要注意的是，在遍历PriorityBlockingQueue时，使用了iterator()方法。在PriorityBlockingQueue中，iterator()方法会返回一个遍历PriorityBlockingQueue的迭代器，因此可以用它来遍历PriorityBlockingQueue中的元素。
示例代码
为了更好地理解PriorityBlockingQueue的toString()方法，我们来看一下一个示例代码。
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
public class PriorityBlockingQueueToStringDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
PriorityBlockingQueue<Integer> priorityBlockingQueue = new PriorityBlockingQueue<>(10);
priorityBlockingQueue.put(7);
priorityBlockingQueue.put(5);
priorityBlockingQueue.put(9);
System.out.println(priorityBlockingQueue.toString());
}
}
在上面的示例代码中，我们创建了一个容量为10的PriorityBlockingQueue对象priorityBlockingQueue，并向其中加入了三个数字7、5、9。接着，我们调用priorityBlockingQueue.toString()方法来输出priorityBlockingQueue的字符串表示，并打印输出结果。
结论
在Java中，PriorityBlockingQueue是一种带有优先级的线程安全的队列类。其toString()方法是继承自Object类的，实现方式比较特殊，与继承体系的其他类有所不同。在PriorityBlockingQueue的toString()方法中，使用了ReentrantLock来保证输出的线程安全，并遍历PriorityBlockingQueue的迭代器来输出队列中的元素。