棧與隊(duì)列概念

棧(Stack)：先進(jìn)后出，后進(jìn)先出

隊(duì)列：先進(jìn)先出

1. 什么是BlockingQueue

在多線程領(lǐng)域：所謂阻塞，在某些情況下會掛起線程（即阻塞），一旦條件滿足，被掛起的線程又會自動被喚起。

BlockingQueue即阻塞隊(duì)列，是java.util.concurrent下的一個(gè)接口，因此不難理解，BlockingQueue是為了解決多線程中數(shù)據(jù)高效安全傳輸而提出的。從阻塞這個(gè)詞可以看出，在某些情況下對阻塞隊(duì)列的訪問可能會造成阻塞。被阻塞的情況主要有如下兩種：

1. 當(dāng)隊(duì)列滿了的時(shí)候進(jìn)行入隊(duì)列操作
2. 當(dāng)隊(duì)列空了的時(shí)候進(jìn)行出隊(duì)列操作

因此，當(dāng)一個(gè)線程試圖對一個(gè)已經(jīng)滿了的隊(duì)列進(jìn)行入隊(duì)列操作時(shí)，它將會被阻塞，除非有另一個(gè)線程做了出隊(duì)列操作；同樣，當(dāng)一個(gè)線程試圖對一個(gè)空隊(duì)列進(jìn)行出隊(duì)列操作時(shí)，它將會被阻塞，除非有另一個(gè)線程進(jìn)行了入隊(duì)列操作。

阻塞隊(duì)列主要用在生產(chǎn)者/消費(fèi)者的場景，下面這幅圖展示了一個(gè)線程生產(chǎn)、一個(gè)線程消費(fèi)的場景：

為什么需要BlockingQueue？

好處是我們不需要關(guān)心什么時(shí)候需要阻塞線程，什么時(shí)候需要喚醒線程，因?yàn)檫@一切BlockingQueue都給你一手包辦了。在concurrent包發(fā)布以前，在多線程環(huán)境下，我們每個(gè)程序員都必須去自己控制這些細(xì)節(jié)，尤其還要兼顧效率和線程安全，而這會給我們的程序帶來不小的復(fù)雜度。

2. 認(rèn)識BlockingQueue

java.util.concurrent 包里的 BlockingQueue是一個(gè)接口，繼承Queue接口，Queue接口繼承 Collection。

BlockingQueue接口主要有以下7個(gè)實(shí)現(xiàn)類：

1. ArrayBlockingQueue：由數(shù)組結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊(duì)列。
2. LinkedBlockingQueue：由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界（但大小默認(rèn)值為integer.MAX_VALUE）阻塞隊(duì)列。
3. PriorityBlockingQueue：支持優(yōu)先級排序的無界阻塞隊(duì)列。
4. DelayQueue：使用優(yōu)先級隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的延遲無界阻塞隊(duì)列。
5. SynchronousQueue：不存儲元素的阻塞隊(duì)列，也即單個(gè)元素的隊(duì)列。
6. LinkedTransferQueue：由鏈表組成的無界阻塞隊(duì)列。
7. LinkedBlockingDeque：由鏈表組成的雙向阻塞隊(duì)列。

BlockingQueue接口有以下幾個(gè)方法：它的方法可以分成以下4類：

① 拋出異常

add正常執(zhí)行返回true，element（不刪除）和remove返回阻塞隊(duì)列中的第一個(gè)元素? 當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)，再往隊(duì)列里add插入元素會拋IllegalStateException:Queue full? 當(dāng)阻塞隊(duì)列空時(shí)，再往隊(duì)列里remove移除元素會拋NoSuchElementException? 當(dāng)阻塞隊(duì)列空時(shí)，再調(diào)用element檢查元素會拋出NoSuchElementException。

② 特定值

插入方法，成功ture失敗false 移除方法，成功返回出隊(duì)列的元素，隊(duì)列里沒有就返回null 檢查方法，成功返回隊(duì)列中的元素，沒有返回null。

③ 一直阻塞

如果試圖的操作無法立即執(zhí)行，該方法調(diào)用將會發(fā)生阻塞，直到能夠執(zhí)行。? 當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)，再往隊(duì)列里put元素，隊(duì)列會一直阻塞生產(chǎn)者線程直到put數(shù)據(jù)or響應(yīng)中斷退出? 當(dāng)阻塞隊(duì)列空時(shí)，再從隊(duì)列里take元素，隊(duì)列會一直阻塞消費(fèi)者線程直到隊(duì)列可用。

④ 超時(shí)退出

如果試圖的操作無法立即執(zhí)行，該方法調(diào)用將會發(fā)生阻塞，直到能夠執(zhí)行，但等待時(shí)間不會超過給定值。? 返回一個(gè)特定值以告知該操作是否成功(典型的是 true / false)。

3. 代碼演示

public class BlockingQueueDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // 第一組方法：add remove element
//        System.out.println(queue.add("a"));
//        System.out.println(queue.add("b"));
//        System.out.println(queue.add("c"));
//        // System.out.println(queue.add("d"));
//        // System.out.println(queue.element());
//        System.out.println(queue.remove());
//        System.out.println(queue.remove());
//        System.out.println(queue.remove());
//        //System.out.println(queue.remove());
//        //System.out.println(queue.element());
        // 第二組：offer poll peek
//        System.out.println(queue.offer("a"));
//        System.out.println(queue.offer("b"));
//        System.out.println(queue.offer("c"));
//        System.out.println(queue.offer("d"));
//        System.out.println(queue.peek());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.peek());
        // 第三組：put take
//        queue.put("a");
//        queue.put("b");
//        queue.put("c");
//        System.out.println(queue.take());
//        queue.put("d");
//        System.out.println(queue.take());
//        System.out.println(queue.take());
//        System.out.println(queue.take());
        // 第四組：offer poll
        System.out.println(queue.offer("a"));
        System.out.println(queue.offer("b"));
        System.out.println(queue.offer("c"));
        System.out.println(queue.offer("d", 5, TimeUnit.SECONDS));
    }
}

到此這篇關(guān)于關(guān)于Java中阻塞隊(duì)列BlockingQueue的詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java阻塞隊(duì)列BlockingQueue內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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