Параллельная и блокирующая очередь в Java

У меня есть классическая проблема потоковой передачи событий во входящую очередь второго потока. Только в этот раз меня очень интересует производительность. Я хочу достичь:

Я хочу одновременный доступ к очереди, нажатие на устройство, приемник.
Когда очередь пуста, я хочу, чтобы потребитель блокировал очередь, ожидая производителя.

Моя первая идея заключалась в использовании LinkedBlockingQueue, но вскоре я понял, что это не одновременно, а производительность. С другой стороны, теперь я использую ConcurrentLinkedQueue, но все же я оплачиваю стоимость wait()/notify() для каждой публикации. Поскольку потребитель, обнаружив пустую очередь, не блокируется, мне нужно синхронизировать и wait() по блокировке. С другой стороны, продюсер должен получить этот замок и notify() в каждой отдельной публикации. В целом, я оплачиваю sycnhronized (lock) {lock.notify()} в каждой отдельной публикации, даже если это не требуется.

Я думаю, что это необходимо, это очередь, которая является блокирующей и параллельной. Я полагаю, что операция push() работает как в ConcurrentLinkedQueue, с дополнительным notify() для объекта, когда нажатый элемент является первым в списке. Такая проверка, которую я считаю уже существующей в ConcurrentLinkedQueue, поскольку нажатие требует соединения со следующим элементом. Таким образом, это будет намного быстрее, чем синхронизация каждый раз на внешней блокировке.

Что-то вроде этого доступно/разумно?

Ответ 1

Я думаю, вы можете придерживаться java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue независимо от ваших сомнений. Это одновременно. Хотя, я понятия не имею о его производительности. Возможно, другая реализация BlockingQueue подойдет вам лучше. Их не так уж много, поэтому выполните тесты производительности и измерения.

Ответ 2

Подобно этому ответу fooobar.com/questions/196865/..., но немного по-другому.. Я закончил использование ExecutorService. Вы можете создать экземпляр с помощью Executors.newSingleThreadExecutor(). Мне нужна параллельная очередь для чтения/записи BufferedImages в файлы, а также атомарности с чтением и записью. Мне нужен только один поток, потому что файл IO на порядок быстрее, чем источник, net IO. Кроме того, меня больше беспокоило атомарность действий и правильность, чем производительность, но этот подход также может быть выполнен с несколькими потоками в пуле, чтобы ускорить работу.

Чтобы получить изображение (Try-Catch-finally опущено):

Future<BufferedImage> futureImage = executorService.submit(new Callable<BufferedImage>() {
    @Override
        public BufferedImage call() throws Exception {
            ImageInputStream is = new FileImageInputStream(file);
            return  ImageIO.read(is);
        }
    })

image = futureImage.get();

Чтобы сохранить изображение (Try-Catch-finally опущено):

Future<Boolean> futureWrite = executorService.submit(new Callable<Boolean>() {
    @Override
    public Boolean call() {
        FileOutputStream os = new FileOutputStream(file); 
        return ImageIO.write(image, getFileFormat(), os);  
    }
});

boolean wasWritten = futureWrite.get();

Важно отметить, что вы должны очистить и закрыть свои потоки в блоке finally. Я не знаю, как он работает по сравнению с другими решениями, но он довольно универсален.

Ответ 3

Я бы предложил вам посмотреть ThreadPoolExecutor newSingleThreadExecutor. Он будет обрабатывать ваши задачи, заказанные для вас, и если вы отправите Callables своему исполнителю, вы сможете получить поведение блокировки, которое вы ищете также.

Ответ 4

Вы можете попробовать LinkedTransferQueue из jsr166: http://gee.cs.oswego.edu/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsr166/src/jsr166y/

Он удовлетворяет вашим требованиям и имеет меньшие накладные расходы для операций предложения/опроса. Как видно из кода, когда очередь не пуста, она использует атомарные операции для элементов опроса. И когда очередь пуста, она вращается в течение некоторого времени и припарковывает поток, если не удастся. Я думаю, что это может помочь в вашем случае.

Ответ 5

Я использую ArrayBlockingQueue всякий раз, когда мне нужно передавать данные из одного потока в другой. Использование методов put и take (которые будут блокироваться, если они полны/пусты).

Ответ 6

Ниже приведен список классов, реализующих BlockingQueue.

~~Я бы рекомендовал проверить SynchronousQueue.~~

Подобно @Rorick, упомянутому в его комментарии, я считаю, что все эти реализации являются параллельными. Я думаю, что ваши проблемы с LinkedBlockingQueue могут быть неуместными.