阻塞队列

阻塞队列

何为阻塞队列

何为阻塞队列?阻塞队列是一个队列,数据结构如下图所示:

线程1往队列里面添加元素,线程2从队列里面移除元素

• 当队列为空时,从队列中获取元素的操作将会阻塞

• 当队列是满时,从队列中添加元素的操作将会被阻塞

• 试图从空的队列中获取元素的线程将会被阻塞,直到其他线程往空的队列中添加元素

• 试图向已满的队列中添加新元素的线程将会被阻塞,直到其他线程从队列中移除一个或多个元素或者完全清空,使队列变得空闲起来并后续新增

阻塞队列的用处

在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程又会自动被唤起
为什么需要BlockingQueue?
好处是我们不需要关心什么时候需要阻塞线程,什么时候需要唤醒线程,因为这一切BlockingQueue都给你一手包办了,
在concurrent包发布以前,在多线程环境下,我们每个程序员都必须自己去控制这些细节,尤其还要监护效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂性.

BlockingQueue

java并发包中提供了一个比较重要的阻塞队列接口供我们使用.该接口的UML图片如下:

• ArrayBlockingQueue:由数据结构组成的有界阻塞队列
• LinkedBlockingQueue:由链表结构组成的有界(但大小默认值为Integer.MAX_VALUE)阻塞队列
• PriorityQueue:支持优先级排序的无界阻塞队列
• DelayQueue:使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列
• SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列,也即单个元素的队列
• LinkedTransferQueue:由链表组成的无界阻塞队列
• LinkedBlockingDeque:由链表组成的双向阻塞队列

BlockingQueue的核心方法

方法类型	抛出异常	特殊值	阻塞	超时
插入	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除	remove()	poll()	take(0	poll(time,unit)
检查(即队列首元素)	element()	peek()	不可用	不可用

抛出异常	当阻塞队列满时,再往队列里add插入元素会抛出IllegalStateException:Queue　full. 当阻塞队列为空时，再往队列里remove移除元素会抛出NoSuchElementException
特殊值	插入方法，成功true失败false． 移除方法，成功返回队列的元素，队列里灭有就返回null
一直阻塞	当阻塞队列满时，生产者线程继续往队列里put元素，队列会一直阻塞生产者线程直到put数据或响应中断退出．当阻塞队里为空时，消费者线程试图从队列里take元素，队列会一直阻塞消费者线程直到队列可用
超时退出	当阻塞队列满时，队列会阻塞生产者线程一定时间，超过限时后生产者线程会退出

add(e)/remove()/element()

 1package com.atguigu.juc.MyLock;
 2
 3import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5
 6/**
 7 * 阻塞队列
 8 */
 9public class BlockingQueueDemo {
10    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
11
12        // 初始化数组长度为3的阻塞队列
13        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
14        // 入队列
15        blockingQueue.add("a");
16        blockingQueue.add("b");
17        blockingQueue.add("c");
18        // blockingQueue.add("x"); // 抛出异常
19        System.out.println(blockingQueue.element()); // a
20
21        // 出队列
22        blockingQueue.remove();
23        blockingQueue.remove();
24        blockingQueue.remove();
25        // blockingQueue.remove(); // 抛出异常
26
27    }
28
29
30}

offer(e)/poll()/peek()

 1package com.atguigu.juc.MyLock;
 2
 3import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5
 6/**
 7 * 阻塞队列
 8 */
 9public class BlockingQueueDemo {
10    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
11
12        // 初始化数组长度为3的阻塞队列
13        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
14        // 入队列
15        System.out.println(blockingQueue.offer("a")); // true
16        System.out.println(blockingQueue.offer("b")); // true
17        System.out.println(blockingQueue.offer("c")); // true
18        System.out.println(blockingQueue.offer("x")); // false
19        System.out.println(blockingQueue.peek()); // a
20
21        // 出队列
22        System.out.println(blockingQueue.poll()); // a
23        System.out.println(blockingQueue.poll()); // b
24        System.out.println(blockingQueue.poll()); // c
25        System.out.println(blockingQueue.poll()); // null
26
27    }
28
29
30}

put(e)/take()

 1package com.atguigu.juc.MyLock;
 2
 3import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5
 6/**
 7 * 阻塞队列
 8 */
 9public class BlockingQueueDemo {
10    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
11
12        // 初始化数组长度为3的阻塞队列
13        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
14        // 入队列
15        blockingQueue.put("a");
16        blockingQueue.put("b");
17        blockingQueue.put("c");
18        blockingQueue.put("x"); // 队列阻塞
19    }
20}

---

 1package com.atguigu.juc.MyLock;
 2
 3import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5
 6/**
 7 * 阻塞队列
 8 */
 9public class BlockingQueueDemo {
10    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
11
12        // 初始化数组长度为3的阻塞队列
13        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
14        // 入队列
15        blockingQueue.put("a");
16        blockingQueue.put("b");
17        blockingQueue.put("c");
18
19        // 出队列
20        blockingQueue.take();
21        blockingQueue.take();
22        blockingQueue.take();
23        blockingQueue.take(); // 队列阻塞
24    }
25}

offer(e,time,unit)/poll(tiem,unit)

 1package com.atguigu.juc.MyLock;
 2
 3import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 4import java.util.concurrent.BlockingQueue;
 5import java.util.concurrent.TimeUnit;
 6
 7/**
 8 * 阻塞队列
 9 */
10public class BlockingQueueDemo {
11    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
12
13        // 初始化数组长度为3的阻塞队列
14        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
15        // 入队列
16        blockingQueue.offer("a", 3, TimeUnit.SECONDS);
17        blockingQueue.offer("b", 3, TimeUnit.SECONDS);
18        blockingQueue.offer("c", 3, TimeUnit.SECONDS);
19        blockingQueue.offer("d", 3, TimeUnit.SECONDS); // 线程阻塞3秒
20
21        // 出队列
22        blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS);
23        blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS);
24        blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS);
25        blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS); // 线程阻塞3秒
26    }
27}

来源：CSDN

作者：weixin_42869856

链接：https://blog.csdn.net/weixin_42869856/article/details/104361601