双端队列与工作密取

Java 6 增加了两种容器类型,Deque(发音为 “deck”)和 BlockingDeque,它们分别对 Queue BlockingQueue 进行了扩展。

  • Deque 是一个双端队列,实现了在队列头队列尾的高效插入和移除。

  • 具体实现包括 ArrayDeque LinkedBlockingDeque

双端队列适用于工作密取(Work Stealing):在生产者-消费者设计中,所有消费者有一个共享的工作队列,而在工作密取设计中,每个消费者都有各自的双端队列如果一个消费者完成了自己双端队列中的全部工作,那么它可以从其他消费者双端队列末尾秘密地获取工作。

工作密取模式比传统的生产者-消费者模式具有更高的可伸缩性,这是因为工作者线程不会在单个共享的任务队列上发生竞争

  • 在大多数时候,它们都只是访问自己的双端队列,从而极大地减少了竞争。

  • 当工作者线程需要访问另一个队列时,它会从队列的尾部而不是从头部获取工作,因此进一步降低了队列上的竞争程度。

工作密取非常适用于既是消费者也是生产者的问题——当执行某个工作时可能导致出现更多的工作。例如,在网页爬虫程序中处理一个页面时,通常会发现有更多的页面需要处理。类似的还有许多搜索图的算法,例如在垃圾回收阶段对堆进行标记,都可以通过工作密取机制来实现高效并行。

  • 当一个工作线程找到新的任务单元时,它会将其放到自己队列的末尾(或者在工作共享设计模式中,放入其他工作者线程的队列中)。

  • 当双端队列为空时,它会在另一个线程的队列队尾查找新的任务,从而确保每个线程都保持忙碌状态。

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