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前言
本節(jié)就一起探討一下什么是阻塞隊(duì)列，一起來看下吧！
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什么是阻塞隊(duì)列
我們先說一下為什么要引入阻塞隊(duì)列。我們知道服務(wù)器的資源是有限的，就拿典型的生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型來講。
消費(fèi)者如果沒有東西可以消費(fèi)了，但是它還是在一直執(zhí)行，這無疑是在浪費(fèi)系統(tǒng)資源，所以我們需要阻塞消費(fèi)者，換過來同理。
生產(chǎn)者沒有東西可生產(chǎn)了或者說沒有地方存儲它生產(chǎn)的東西，這時候我們就需要阻塞生產(chǎn)者。
然而，在開發(fā)中，這種模型往往運(yùn)行在多線程環(huán)境中，需要對資源共享從而達(dá)到更高的性能，但這樣也會造成線程安全問題，比如死鎖、重復(fù)消費(fèi) 所以阻塞隊(duì)列就是幫我們解決這些問題的。
BlockingQueue
下面我們就一起看一下Java中給我們提供了哪些好用的工具，先給大家介紹一下BlockingQueue, 本節(jié)我們主要講它的用法。
BlockingQueue是Java util.concurrent包下的類，BlockingQueue提供了「線程安全的隊(duì)列訪問方式」，并發(fā)包下很多高級同步類的實(shí)現(xiàn)都是基于BlockingQueue實(shí)現(xiàn)的。
BlockingQueue一般用于生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式，生產(chǎn)者是往隊(duì)列里添加元素的線程，消費(fèi)者是從隊(duì)列里拿元素的線程?！窧lockingQueue就是存放元素的容器」。
public interface BlockingQueueextends Queue {....}
它本身是一個接口，我們看下它常用的實(shí)現(xiàn)類。
ArrayBlockingQueue
一個用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的有界阻塞隊(duì)列，此隊(duì)列按照先進(jìn)先出（FIFO）的原則對元素進(jìn)行排序, 支持公平鎖和非公平鎖。
- add() 添加元素。
// 初始化 容量為3
BlockingQueuequeue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
System.out.println(queue.add("1"));
System.out.println(queue.add("2"));
System.out.println(queue.add("3"));
System.out.println(queue.add("4"));
我們發(fā)現(xiàn)添加到4的時候，報(bào)錯了Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Queue full。
- remove() 移除元素,如果為空，會返回異常。
// 初始化 容量為3
BlockingQueuequeue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
System.out.println(queue.add("1"));
System.out.println(queue.add("2"));
System.out.println(queue.add("3"));
// System.out.println(queue.add("4"));
System.out.println(queue.remove());
System.out.println(queue);
打印:
true
true
true
1
[2, 3]
從結(jié)果來看，符合FIFO規(guī)則,如果我想移除指定元素怎么辦呢?很簡單,使用remove("3")。
- offer() 和add方法類似，但是它不會報(bào)錯，它會返回false， offer(e,time,unit)支持超時。
BlockingQueuequeue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
System.out.println(queue.offer("1"));
System.out.println(queue.offer("2"));
System.out.println(queue.offer("3"));
System.out.println(queue.offer("4"));
true
true
true
false
- poll() 與remove相似，但它不會返回異常而是返回null, poll(time,unit)。
BlockingQueuequeue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
System.out.println(queue.poll());
null
- take() 與 poll類似, 但它會造成線程阻塞。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
System.out.println(queue.take());
} 運(yùn)行后，我們發(fā)現(xiàn)程序被阻塞了。
- put() 添加元素，當(dāng)容器滿的時候,會造成線程阻塞。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(1);
queue.put("1");
queue.put("2");
} 運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行到2的時候被阻塞了。
以上是它的常用方法，其它的實(shí)現(xiàn)類就不一一給大家演示了，方法差不多，都是基于BlockingQueue接口,可以自己試著運(yùn)行一下看看。
LinkedBlockingQueue
一個由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界隊(duì)列，此隊(duì)列的長度為Integer.MAX_VALUE。
SynchronousQueue
是一個不存儲元素的阻塞隊(duì)列，每一個put操作必須等待take操作，否則不能添加元素。支持公平鎖和非公平鎖。SynchronousQueue的一個使用場景是在線程池里。Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue，這個上節(jié)我們講線程復(fù)用的時候遇到過。
LinkedTransferQueue
是一個由鏈表結(jié)構(gòu)組成的無界阻塞隊(duì)列，相當(dāng)于其它隊(duì)列，LinkedTransferQueue隊(duì)列多了transfer和tryTransfer方法。
PriorityBlockingQueue
是一個支持線程優(yōu)先級排序的無界隊(duì)列，默認(rèn)自然序進(jìn)行排序，也可以自定義實(shí)現(xiàn)compareTo()方法來指定元素排序規(guī)則，不能保證同優(yōu)先級元素的順序。
DelayQueue
一個實(shí)現(xiàn)PriorityBlockingQueue實(shí)現(xiàn)延遲獲取的無界隊(duì)列，在創(chuàng)建元素時，可以指定多久才能從隊(duì)列中獲取當(dāng)前元素。只有延時期滿后才能從隊(duì)列中獲取元素，在緩存設(shè)計(jì)和定時任務(wù)調(diào)度中經(jīng)常會遇到。
結(jié)束語
本節(jié)主要給大家介紹了常用的阻塞隊(duì)列以及它的基本使用。
名稱欄目：面試官：阻塞隊(duì)列有了解過嗎？
本文路徑：http://fisionsoft.com.cn/article/dheejjh.html
