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一、 LinkedBlockingQueue类图结构
如图LinkedBlockingQueue中也有两个Node分别用来存放首尾节点，并且里面有个初始值为0的原子变量count用来记录队列元素个数，另外里面有两个ReentrantLock的独占锁，分别用来控制元素入队和出队加锁，其中takeLock用来控制同时只有一个线程可以从队列获取元素，其他线程必须等待，putLock控制同时只能有一个线程可以获取锁去添加元素，其他线程必须等待。另外notEmpty和notFull用来实现入队和出队的同步。 另外由于出入队是两个非公平独占锁，所以可以同时又一个线程入队和一个线程出队，其实这个是个生产者-消费者模型。
/** Lock held by take, poll, etc */
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
/** Wait queue for waiting takes */
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
/** Lock held by put, offer, etc */
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
/** Wait queue for waiting puts */
private final Condition notFull = putLock.newCondition();
/** Current number of elements */
private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
public LinkedBlockingQueue() {
this(Integer.MAX_VALUE);
}
public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.capacity = capacity;
//初始化首尾节点
last = head = new Node<E>(null);
}如图默认队列容量为0x7fffffff;用户也可以自己指定容量。
二：带超时时间的offer操作-生产者：
在队尾添加元素，如果队列满了，那么等待timeout时候，如果时间超时则返回false，如果在超时前队列有空余空间，则插入后返回true。
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
//空元素抛空指针异常
if (e == null) throw new NullPointerException();
long nanos = unit.toNanos(timeout);
int c = -1;
final ReentrantLock putLock = this.putLock;
final AtomicInteger count = this.count;
//获取可被中断锁，只有一个线程克获取
putLock.lockInterruptibly();
try {
//如果队列满则进入循环
while (count.get() == capacity) {
//nanos<=0直接返回
if (nanos <= 0)
return false;
//否者调用await进行等待，超时则返回<=0（1）
nanos = notFull.awaitNanos(nanos);
}
//await在超时时间内返回则添加元素（2）
enqueue(new Node<E>(e));
c = count.getAndIncrement();
//队列不满则激活其他等待入队线程（3）
if (c + 1 < capacity)
notFull.signal();
} finally {
//释放锁
putLock.unlock();
}
//c==0说明队列里面有一个元素，这时候唤醒出队线程（4）
if (c == 0)
signalNotEmpty();
return true;
}
private void enqueue(Node<E> node) {
last = last.next = node;
}
private void signalNotEmpty() {
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lock();
try {
notEmpty.signal();
} finally {
takeLock.unlock();
}
}如果获取锁前面有线程调用了putLock. interrupt(),并且后面没有调用interrupted()重置中断标志，调用lockInterruptibly时候会抛出InterruptedException异常。
队列满的时候调用notFull.awaitNanos阻塞当前线程，当前线程会释放获取的锁，然后等待超时或者其他线程调用了notFull.signal()才会返回并重新获取锁，或者其他线程调用了该线程的interrupt方法设置了中断标志，这时候也会返回但是会抛出InterruptedException异常。当awaitNanos()是被中断唤醒的，需要进行判断，如果在signal()之前中断，就抛出异常，否则，selfInterrupt().
如果超时则直接返回false，如果超时前调用了notFull.signal()则会退出循环，执行（2）添加元素到队列，然后执行（3），（3）的目的是为了激活其他入队等待线程。（4）的话c==0说明队列里面已经有一个元素了，这时候就可以激活等待出队线程了。
三：带超时时间的poll操作-消费者
获取并移除队首元素，在指定的时间内去轮询队列看有没有首元素有则返回，否者超时后返回null
public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
E x = null;
int c = -1;
long nanos = unit.toNanos(timeout);
final AtomicInteger count = this.count;
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
//出队线程获取独占锁
takeLock.lockInterruptibly();
try {
//循环直到队列不为空
while (count.get() == 0) {
//超时直接返回null
if (nanos <= 0)
return null;
nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);
}
//出队，计数器减一
x = dequeue();
c = count.getAndDecrement();
//如果出队前队列不为空则发送信号，激活其他阻塞的出队线程
if (c > 1)
notEmpty.signal();
} finally {
//释放锁
takeLock.unlock();
}
//当前队列容量为最大值-1则激活入队线程。
if (c == capacity)
signalNotFull();
return x;
}首先获取独占锁，然后进入循环当当前队列有元素才会退出循环，或者超时了，直接返回null。
超时前退出循环后，就从队列移除元素，然后计数器减去一，如果减去1前队列元素大于1则说明当前移除后队列还有元素，那么就发信号激活其他可能阻塞到当前条件信号的线程。
最后如果减去1前队列元素个数=最大值，那么移除一个后会腾出一个空间来，这时候可以激活可能存在的入队阻塞线程。
四：put操作-生产者
与带超时时间的poll类似不同在于put时候如果当前队列满了它会一直等待其他线程调用notFull.signal才会被唤醒。
五：take操作-消费者
与带超时时间的poll类似不同在于take时候如果当前队列空了它会一直等待其他线程调用notEmpty.signal()才会被唤醒。
六：size操作
当前队列元素个数，如代码直接使用原子变量count获取。
public int size() {
return count.get();
}七：peek操作
获取但是不移除当前队列的头元素，没有则返回null
public E peek() {
//队列空，则返回null
if (count.get() == 0)
return null;
final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
takeLock.lock();
try {
Node<E> first = head.next;
if (first == null)
return null;
else
return first.item;
} finally {
takeLock.unlock();
}
}八：remove操作
删除队列里面的一个元素，有则删除返回true，没有则返回false，在删除操作时候由于要遍历队列所以加了双重锁，也就是在删除过程中不允许入队也不允许出队操作
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) return false;
//双重加锁
fullyLock();
try {
//遍历队列找则删除返回true
for (Node<E> trail = head, p = trail.next;
p != null;
trail = p, p = p.next) {
if (o.equals(p.item)) {
unlink(p, trail);
return true;
}
}
//找不到返回false
return false;
} finally {
//解锁
fullyUnlock();
}
}
void fullyLock() {
putLock.lock();
takeLock.lock();
}
void fullyUnlock() {
takeLock.unlock();
putLock.unlock();
}
void unlink(Node<E> p, Node<E> trail) {
p.item = null;
trail.next = p.next;
if (last == p)
last = trail;
//如果当前队列满，删除后，也不忘记最快的唤醒等待的线程
if (count.getAndDecrement() == capacity)
notFull.signal();
}九： 并发安全总结
仔细思考下阻塞队列是如何实现并发安全的维护队列链表的，先分析下简单的情况就是当队列里面有多个元素时候，由于同时只有一个线程（通过独占锁putLock实现）入队元素并且是操作last节点（，而同时只有一个出队线程(通过独占锁takeLock实现）操作head节点，所以不存在并发安全问题。
- 考虑当队列为空的时候队列状态为：
这时候假如一个线程调用了take方法,由于队列为空，所以count.get()==0所以当前线程会调用notEmpty.await()把自己挂起，并且放入notEmpty的条件队列，并且释放当前条件变量关联的通过takeLock.lockInterruptibly()获取的独占锁。由于释放了锁，所以这时候其他线程调用take时候就会通过takeLock.lockInterruptibly()获取独占锁，然后同样阻塞到notEmpty.await()，同样会被放入notEmpty的条件队列，也就说在队列为空的情况下可能会有多个线程因为调用take被放入了notEmpty的条件队列。
这时候如果有一个线程调用了put方法，那么就会调用enqueue操作，该操作会在last节点后面添加新元素并且设置last为新节点。然后count.getAndIncrement()先获取当前队列元个数为0保存到c，然后自增count为1，由于c==0所以调用signalNotEmpty激活notEmpty的条件队列里面的阻塞时间最长的线程，这时候take中调用notEmpty.await()的线程会被激活await内部会重新去获取独占锁获取成功则返回，否者被放入AQS的阻塞队列，如果获取成功，那么count.get() >0因为可能多个线程put了，所以调用dequeue从队列获取元素（这时候一定可以获取到），然后调用c = count.getAndDecrement() 把当前计数返回后并减去1，如果c>1 说明当前队列还有其他元素，那么就调用 notEmpty.signal()去激活 notEmpty的条件队列里面的其他阻塞线程。
- 考虑当队列满的时候：
当队列满的时候调用put方法时候，会由于notFull.await()当前线程被阻塞放入notFull管理的条件队列里面，同理可能会有多个调用put方法的线程都放到了notFull的条件队列里面。
这时候如果有一个线程调用了take方法,调用dequeue()出队一个元素，c = count.getAndDecrement()；count值减一；c==capacity;现在队列有一个空的位置，所以调用signalNotFull()激活notFull条件队列里面等待最久的一个线程。