提出問題：為啥要有雙緩沖隊(duì)列？
引用09年9月《程序員》上的一句話：雙緩沖隊(duì)列就是沖著同步/互斥的開銷來的。我們知道，在多個線程并發(fā)訪問同一個資源的時候，需要特別注意線程的同步問題。稍稍不注意，哦活，程序結(jié)果不正確了。最經(jīng)典的就是“銀行取錢”的例子，想想，都跟現(xiàn)金掛上鉤了，看來這真不容忽視。
今天我們要談的不是如何去給資源加鎖解鎖來解決同步問題，今天的重點(diǎn)在于，如何將線程同步的開銷降低到我們力所能及的程度。如果你覺得，你可以通過增加硬件資源來彌補(bǔ)程序開銷，那么，你將不可能成為一個優(yōu)秀的程序員。
進(jìn)入正題，先引入一個例子，兩個實(shí)體：一個是玩具工廠，它的工作就是不停地生產(chǎn)玩具；另外一個實(shí)體就是小孩，它的工作就是不停地從工廠拿玩具。小孩不可能直接到工廠去“拿”玩具吧？呵呵，媽媽是絕對不會放心的。所以，我們有一個“搬運(yùn)工”，搬運(yùn)工自然要具備“存放”的功能，不然他怎么將玩具帶給小孩呢，是吧。所以，我們先將搬運(yùn)工定義為一個List，用來存放工廠生產(chǎn)出來的玩具。
代碼如下
玩具類，定義一個玩具實(shí)體
public class Toy {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
接下來是玩具工廠，它得“不停地”生產(chǎn)，所以，把它設(shè)計(jì)成一個線程類
玩具工廠，將玩具對象，放到list中
public class Factory extends Thread{
public void run(){
while(true){
Toy t = new Toy ();
t.setName("玩具");
synchronized (Tools.lT){
Tools.lT.add(t);
}
try {
Thread.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
注意到，在上面這段代碼當(dāng)中，必須得用synchronized (Tools.lT)將Tools.lT給加鎖。不然會出現(xiàn)線程同步問題（開銷就在這里）。
再接下來，看看小孩是怎么“玩”玩具的：
小孩類，從list中取出玩具對象
public class Kid extends Thread {
long time1 = System.currentTimeMillis();
int count = 0;
public void run() {
while(true){
synchronized(Tools.lT){
if(Tools.lT.size()!=0)
Tools.lT.remove(0);
}
count++;
if(count==100000){
javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null, "用時間: "+(System.currentTimeMillis()-time1));
System.exit(0);
}
}
}
}
當(dāng)list不為空的時候，將list中的玩具對象，一個一個取出來，玩完！這個小孩可真夠厲害的，呵呵。可以想象為，該類的工作就是不停地向list中取出玩具對象。OK，再來編寫方法，如下
主方法
public class MainTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Factory f = new Factory();
f.start();
Kid k = new Kid();
k.start();
}
}
最后是Tools類，他里面有個靜態(tài)的List對象：
Tools類
public class Tools {
public static List<Toy>lT = new ArrayList<Toy>(10000);
}
這樣，我們運(yùn)行一下主方法，看看我們這位“天才”玩完100000個玩具，得花銷多少的時間。
好，31毫秒。
這是我們的第一種解決方法，下面再來看第二種解決方法：
其實(shí)我們在Factory類和Kid類中都進(jìn)行了同步處理，這樣一來，浪費(fèi)了很多時間，到底是不是這樣的呢？我們可不可以直接用一個不用處理線程同步的容器來放Toy類對象呢？這樣以來是不是就可以節(jié)省很多開銷了？這個想法是有道理的，但是，事實(shí)是不是這樣的呢？馬上實(shí)踐！
代碼就不具體貼出來了，只是我們在Tools類中用到的是一個如下的對象
Public static LinkedBlockingQueue<Toy> lT= new LinkedBlockingQueue<Toy>(1000);
對，阻塞隊(duì)列，這樣我們就只管往里面取，從里面拿了，不用自己考慮同步問題，F(xiàn)actory類和Kid類中也不同特意去加關(guān)鍵字進(jìn)行同步了。
那么這種方案的結(jié)果是多少呢？同樣是100000個玩具，看結(jié)果
哦哦，變成16毫秒了，著實(shí)提高了不少效果呢。看來，在處理同步的時候擠時間，是有發(fā)展空間的，呵呵。
等等，有人要發(fā)話了，你在這磨嘰了半天，還是沒有說什么是雙緩沖啊，對！有了前面的兩種方案，我們再來看看“雙緩沖隊(duì)列”。
所謂雙緩沖隊(duì)列，自然起碼要有兩個隊(duì)列吧，呵呵，在這個例子中，我們可以設(shè)計(jì)兩個List來存放工廠生產(chǎn)出來的玩具對象。
下面分析一下：
兩個List，一個用來存，一個用來取。有點(diǎn)迷糊？就是有一個listP從工廠那里得到玩具對象，另外一個listT就專門把它得到的玩具對象送去給 Kid類處理。當(dāng)listT變成空的了以后，再將listP中在這段時間內(nèi)取到的所有玩具對象放到listT中，好，這完了之后，他們兩個就又各自干各自的去了:listP再去取，listT再去送。這樣是不是就減少了很多次的線程同步呢？至少，在它們交換之前，listP是完全被工廠類線程占有，listT是完全被Kid類線程占有的，不用處理同步。只有在listT放完了，沒得給了，再去跟ListP換過來，這個時候就要處理同步了。
跟實(shí)際聯(lián)系一下，有兩個搬運(yùn)工A,B，A在工廠，專門從工廠取玩具；B在小孩子身邊，專門送玩具給小孩玩。當(dāng)B身上沒有玩具了，自然要回A那里，把A身上的玩具全部拿過來，再來送給小孩玩。在A還有玩具的時候，A和B是在各自的線程里被處理的，即A在拿，B在給。不用擔(dān)心同步問題。
這樣以來，處理同步問題的次數(shù)是不是大大減少了呢？沒錯，就是這樣的。那么怎么跟代碼結(jié)合呢？
我們要設(shè)計(jì)一個監(jiān)視線程，監(jiān)視listP是不是空了，要是空了，把它同步起來，把listT也同步起來，讓他們交換。完了就各自干各自的了。
我們來看看這個監(jiān)視類：
public class DoubleBufferList {
private List<Object> lP;
private List<Object> lT;
private int gap;
/**
* 構(gòu)造方法
*
* @param lP
* 用來存放對象的隊(duì)列
* @param lT
* 用來取對象的隊(duì)列
* @param gap
* 交換的間隔
*/
public DoubleBufferList(List lP, List lT, int gap) {
this.lP = lP;
this.lT = lT;
this.gap = gap;
}
public void check() {
Runnable runner = new Runnable() {
public void run() {
while (true) {
if (lT.size() == 0) {
synchronized (lT) {
synchronized (lP) {
lT.addAll(lP);
}
lP.clear();
}
}
try {
Thread.sleep(gap);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Thread thread = new Thread(runner);
thread.start();
}
}
這個類中的線程方法就是用來交換的，目的就是為了減少處理同步的次數(shù)。這種方案中，F(xiàn)acotry類和Kid類跟前面單個List的情況差不多，就不再給出了。只是有一點(diǎn)要注意，F(xiàn)acory類中將玩具對象是放到了lP中，而Kid類中，也只是從lT中去取對象。看看Tools類中，多了一個變量：
Tools類，聲明兩個隊(duì)列
public static List<Toy>lT = new ArrayList<Toy>(10000);
public static List<Toy>lP = new ArrayList<Toy>(10000);
同樣是讓我們的“天才”玩完100000個玩具，來看看運(yùn)行需要的時間：
哈哈，似乎跟我們上面的第二種方案，單阻塞隊(duì)列，沒有太大的差異。怎么解釋呢？
不用著急，來，我將額定的玩具量后多加個“0”，讓他玩完1000000個！改一下單阻塞隊(duì)列方案的輸出結(jié)果，給他們一個標(biāo)記。再來看看結(jié)果：
效果出來了吧，我們再加大量，讓他們同時處理10000000個玩具對象：
充分說明，使用雙緩沖隊(duì)列，比單緩沖阻塞隊(duì)列的效果要好，更別說單緩沖隊(duì)列了。
總結(jié)：
從上面的分析，我們可以得知，在處理線程同步的時候，是要花費(fèi)我們的時間的，雖然在有些時候，這樣的花費(fèi)是我們可以接受的，但是在很多情況下，如果我們能注意到這樣的浪費(fèi)，并且及時地完善我們的程序，這樣可以更大限度地提高我們程序的運(yùn)行效率。尤其是在大的程序里面，這樣的效果體現(xiàn)得更明顯。而往往越大的系統(tǒng)，對性能的要求也就越高。