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编程问答

java线程——阻塞队列

發布時間：2023/12/3 编程问答 42 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java线程——阻塞队列小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

【0】README

0.1）本文均轉自兩篇網絡文章，轉載地址在轉載處做了標記，旨在理清 “阻塞隊列”的相關知識；

【1】轉自：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932906.html

1.1）在前面我們接觸的隊列都是非阻塞隊列，比如PriorityQueue、LinkedList（LinkedList是雙向鏈表，它實現了Dequeue接口）。
1.2）使用非阻塞隊列的時候有一個很大問題就是：它不會對當前線程產生阻塞，那么在面對類似消費者-生產者的模型時，就必須額外地實現同步策略以及線程間喚醒策略，這個實現起來就非常麻煩。
1.3）解決方法：但是有了阻塞隊列就不一樣了，它會對當前線程產生阻塞，比如一個線程從一個空的阻塞隊列中取元素，此時線程會被阻塞直到阻塞隊列中有了元素。當隊列中有元素后，被阻塞的線程會自動被喚醒（不需要我們編寫代碼去喚醒）。這樣提供了極大的方便性。
1.4）自從Java 1.5之后，在java.util.concurrent包下提供了若干個阻塞隊列，主要有以下幾個：

1.4.1）ArrayBlockingQueue： 基于數組實現的一個阻塞隊列，在創建ArrayBlockingQueue對象時必須制定容量大小。并且可以指定公平性與非公平性，默認情況下為非公平的，即不保證等待時間最長的隊列最優先能夠訪問隊列。
1.4.2）LinkedBlockingQueue：基于鏈表實現的一個阻塞隊列，在創建LinkedBlockingQueue對象時如果不指定容量大小，則默認大小為Integer.MAX_VALUE。
1.4.3）PriorityBlockingQueue：以上2種隊列都是先進先出隊列，而PriorityBlockingQueue卻不是，它會按照元素的優先級對元素進行排序，按照優先級順序出隊，每次出隊的元素都是優先級最高的元素。注意，此阻塞隊列為無界阻塞隊列，即容量沒有上限（通過源碼就可以知道，它沒有容器滿的信號標志），前面2種都是有界隊列。
1.4.4）DelayQueue： 基于PriorityQueue，一種延時阻塞隊列，DelayQueue中的元素只有當其指定的延遲時間到了，才能夠從隊列中獲取到該元素。DelayQueue也是一個無界隊列，因此往隊列中插入數據的操作（生產者）永遠不會被阻塞，而只有獲取數據的操作（消費者）才會被阻塞。

1.5）非阻塞隊列中的方法和阻塞隊列中的方法

1.5.1）非阻塞隊列中的幾個主要方法：
- add(E e):將元素e插入到隊列末尾，如果插入成功，則返回true；如果插入失敗（即隊列已滿），則會拋出異常；
- remove()：移除隊首元素，若移除成功，則返回true；如果移除失敗（隊列為空），則會拋出異常；
- offer(E e)：將元素e插入到隊列末尾，如果插入成功，則返回true；如果插入失敗（即隊列已滿），則返回false；
- poll()：移除并獲取隊首元素，若成功，則返回隊首元素；否則返回null；
- peek()：獲取隊首元素，若成功，則返回隊首元素；否則返回null
對于非阻塞隊列，一般情況下建議使用offer、poll和peek三個方法，不建議使用add和remove方法。因為使用offer、poll和peek三個方法可以通過返回值判斷操作成功與否，而使用add和remove方法卻不能達到這樣的效果。注意，非阻塞隊列中的方法都沒有進行同步措施。
1.5.2）阻塞隊列中的幾個主要方法：
阻塞隊列包括了非阻塞隊列中的大部分方法，上面列舉的5個方法在阻塞隊列中都存在，但是要注意這5個方法在阻塞隊列中都進行了同步措施。除此之外，阻塞隊列提供了另外4個非常有用的方法：

put(E e) take() offer(E e,long timeout, TimeUnit unit) poll(long timeout, TimeUnit unit)

put方法用來向隊尾存入元素，如果隊列滿，則等待；
take方法用來從隊首取元素，如果隊列為空，則等待；
offer方法用來向隊尾存入元素，如果隊列滿，則等待一定的時間，當時間期限達到時，如果還沒有插入成功，則返回false；否則返回true；
poll方法用來從隊首取元素，如果隊列空，則等待一定的時間，當時間期限達到時，如果取到，則返回null；否則返回取得的元素；

【2】以下內容+source code轉自：

http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292
2.1）BlockingQueue最終會有四種狀況，拋出異常、返回特殊值、阻塞、超時，下表總結了這些方法：

2.2） BlockingQueue是個接口，有如下實現類：

1. ArrayBlockQueue： 一個由數組支持的有界阻塞隊列。此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。創建其對象必須明確大小，像數組一樣。
2. LinkedBlockQueue：一個可改變大小的阻塞隊列。此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。創建其對象如果沒有明確大小，默認值是Integer.MAX_VALUE。鏈接隊列的吞吐量通常要高于基于數組的隊列，但是在大多數并發應用程序中，其可預知的性能要低。
3. PriorityBlockingQueue：類似于LinkedBlockingQueue，但其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的自然排序順序或者是構造函數所帶的Comparator決定的順序。
4. SynchronousQueue：同步隊列。同步隊列沒有任何容量，每個插入必須等待另一個線程移除，反之亦然。

2.3）下面使用ArrayBlockQueue來實現之前實現過的生產者消/費者模式，代碼如下：

for full source code , please visit https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter14/BlockQueue.java
source code at a glance

public class BlockQueue {public static void main(String[] args) { BigPlate plate = new BigPlate(); for(int i = 0; i < 10; i++) // 先啟動10個放雞蛋線程 { new Thread(new BigPlate.AddThread(plate)).start(); } for(int i = 0; i < 10; i++) // 再啟動10個取雞蛋線程 { new Thread(new BigPlate.GetThread(plate)).start(); } } }/** 定義一個盤子類，可以放雞蛋和取雞蛋 */ class BigPlate { /** 裝雞蛋的盤子，大小為5 */ private BlockingQueue<Object> eggs = new ArrayBlockingQueue<>(5); /** 放雞蛋 */ public void putEgg(Object egg) { try { eggs.put(egg);// 向盤子末尾放一個雞蛋，如果盤子滿了，當前線程阻塞 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 下面輸出有時不準確，因為與put操作不是一個原子操作 System.out.println("放入雞蛋"); } /** 取雞蛋 */ public Object getEgg() { Object egg = null; try { egg = eggs.take();// 從盤子開始取一個雞蛋，如果盤子空了，當前線程阻塞 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 下面輸出有時不準確，因為與take操作不是一個原子操作 System.out.println("拿到雞蛋"); return egg; } /** 放雞蛋線程 */ static class AddThread extends Thread { private BigPlate plate; private Object egg = new Object(); public AddThread(BigPlate plate) { this.plate = plate; } public void run() { plate.putEgg(egg); } } /** 取雞蛋線程 */ static class GetThread extends Thread { private BigPlate plate; public GetThread(BigPlate plate) { this.plate = plate; } public void run() { plate.getEgg(); } }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java线程——阻塞队列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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