一、簡介

阻塞隊(duì)列（BlockingQueue）是一個(gè)支持兩個(gè)附加操作的隊(duì)列。

這兩個(gè)附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。

1）支持阻塞的插入方法：意思是當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，隊(duì)列會(huì)阻塞插入元素的線程，直到隊(duì)列不滿。

2）支持阻塞的移除方法：意思是在隊(duì)列為空時(shí)，獲取元素的線程會(huì)等待隊(duì)列變?yōu)榉强铡?/p>

阻塞隊(duì)列常用于生產(chǎn)者和消費(fèi)者的場景，生產(chǎn)者是向隊(duì)列里添加元素的線程，消費(fèi)者是從隊(duì)列里取元素的線程。

阻塞隊(duì)列就是生產(chǎn)者用來存放元素、消費(fèi)者用來獲取元素的容器。

二、BlockingQueue接口提供的方法

1.異常：

是指當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)候，再往隊(duì)列里插入元素，會(huì)拋出IllegalStateException("Queuefull")異常。當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，從隊(duì)列里獲取元素時(shí)會(huì)拋出NoSuchElementException異常。

2.返回特殊值：

插入方法會(huì)返回是否成功，成功則返回true。移除方法，則是從隊(duì)列里拿出一個(gè)元素，如果沒有則返回null

3.一直阻塞：

當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)，如果生產(chǎn)者線程往隊(duì)列里put元素，隊(duì)列會(huì)一直阻塞生產(chǎn)者線程，直到拿到數(shù)據(jù)，或者響應(yīng)中斷退出。當(dāng)隊(duì)列空時(shí)，消費(fèi)者線程試圖從隊(duì)列里take元素，隊(duì)列也會(huì)阻塞消費(fèi)者線程，直到隊(duì)列可用。

4.超時(shí)退出：

當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)，隊(duì)列會(huì)阻塞生產(chǎn)者線程一段時(shí)間，如果超過一定的時(shí)間，生產(chǎn)者線程就會(huì)退出。

BlockingQueue接口源碼

public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> {
    //將給定元素設(shè)置到隊(duì)列中，如果設(shè)置成功返回true, 否則拋出異常。如果是往限定了長度的隊(duì)列中設(shè)置值，推薦使用offer()方法。
    boolean add(E e);
    //將給定的元素設(shè)置到隊(duì)列中，如果設(shè)置成功返回true, 否則返回false. e的值不能為空，否則拋出空指針異常。
    boolean offer(E e);
    //將元素設(shè)置到隊(duì)列中，如果隊(duì)列中沒有多余的空間，該方法會(huì)一直阻塞，直到隊(duì)列中有多余的空間。
    void put(E e) throws InterruptedException;
    //將給定元素在給定的時(shí)間內(nèi)設(shè)置到隊(duì)列中，如果設(shè)置成功返回true, 否則返回false.
    boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
    //從隊(duì)列中獲取值，如果隊(duì)列中沒有值，線程會(huì)一直阻塞，直到隊(duì)列中有值，并且該方法取得了該值。
    E take() throws InterruptedException;
    //在給定的時(shí)間里，從隊(duì)列中獲取值，如果沒有取到會(huì)拋出異常。
    E poll(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
    //獲取隊(duì)列中剩余的空間。
    int remainingCapacity();
    //從隊(duì)列中移除指定的值。
    boolean remove(Object o);
    //判斷隊(duì)列中是否擁有該值。
    public boolean contains(Object o);
    //將隊(duì)列中值，全部移除，并發(fā)設(shè)置到給定的集合中。
    int drainTo(Collection<? super E> c);
    //指定最多數(shù)量限制將隊(duì)列中值，全部移除，并發(fā)設(shè)置到給定的集合中。
    int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);
}

三、Java里的阻塞隊(duì)列

JDK提供了7個(gè)阻塞隊(duì)列，如下。

1.ArrayBlockingQueue是一個(gè)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(duì)元素進(jìn)行排序。支持公平鎖和非公平鎖。

【注：每一個(gè)線程在獲取鎖的時(shí)候可能都會(huì)排隊(duì)等待，如果在等待時(shí)間上，先獲取鎖的線程的請求一定先被滿足，那么這個(gè)鎖就是公平的。反之，這個(gè)鎖就是不公平的。公平的獲取鎖，也就是當(dāng)前等待時(shí)間最長的線程先獲取鎖】

2.LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue：一個(gè)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。此隊(duì)列按照先進(jìn)先出的順序進(jìn)行排序

3.PriorityBlockingQueue

一個(gè)支持線程優(yōu)先級(jí)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(jí)元素的順序。

4.DelayQueue

一個(gè)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(shí)，可以指定多久才能從隊(duì)列中獲取當(dāng)前元素。只有延時(shí)期滿后才能從隊(duì)列中獲取元素。（DelayQueue可以運(yùn)用在以下應(yīng)用場景：

1.緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：可以用DelayQueue保存緩存元素的有效期，使用一個(gè)線程循環(huán)查詢DelayQueue，一旦能從DelayQueue中獲取元素時(shí)，表示緩存有效期到了。

2.定時(shí)任務(wù)調(diào)度。使用DelayQueue保存當(dāng)天將會(huì)執(zhí)行的任務(wù)和執(zhí)行時(shí)間，一旦從DelayQueue中獲取到任務(wù)就開始執(zhí)行，從比如TimerQueue就是使用DelayQueue實(shí)現(xiàn)的。）

5.SynchronousQueue

一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列，每一個(gè)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(gè)使用場景是在線程池里。Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue，這個(gè)線程池根據(jù)需要（新任務(wù)到來時(shí)）創(chuàng)建新的線程，如果有空閑線程則會(huì)重復(fù)使用，線程空閑了60秒后會(huì)被回收。

6.LinkedTransferQueue

 一個(gè)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。

7.LinkedBlockingDeque

 一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的雙向阻塞隊(duì)列。隊(duì)列頭部和尾部都可以添加和移除元素，多線程并發(fā)時(shí)，可以將鎖的競爭最多降到一半。

到此這篇關(guān)于Java的堵塞隊(duì)列BlockingQueue詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)BlockingQueue堵塞隊(duì)列內(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！

最新評(píng)論