1、阻塞队列
定义：顾名思义，首先它是一个队列，而一个阻塞队列在数据结构中所起的作用大致如下
线程1往阻塞队列中添加元素二线程2从队列中移除元素
- 当阻塞队列是空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞.获取当阻塞队列是空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞
- 当阻塞队列是满时,往队列中添加元素的操作将会被阻塞.添加当阻塞队列是满时,往队列中添加元素的操作将会被阻塞.
2、为什么用?有什么好处?
在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即线程阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程优惠被自动唤醒挂起在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即线程阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程优惠被自动唤醒。例如：lock.wait(); lock.notifyAll();
为什么需要使用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BlockingQueue都一手给你包办好了 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,尤其还要兼顾效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂度.我们每个程序员都必须自己去控制这些细节,尤其还要兼顾效率和线程安全,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,尤其还要兼顾效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂度.
核心方法
- 就是抛异常的方法在插入满了之后，会报一个异常，remove一样，element是检查队头的元素或者是否为空。
- 特殊值的方法是在插入满之后返回值变成了false而不是一个异常，取出失败的时候返回null。
- 阻塞方法是在插入满之后把这个方法阻塞，一直等待队列空出来一个之后再进行加入，会出现一直等待，也可能出现饥饿现象。
- 超时方法的话，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。
3、种类分析
标粗为重点。
1. ArrayBlockingQueue: 由数组结构组成的有界阻塞队列.
2. LinkedBlockingDeque: 由链表结构组成的有界(但大小默认值Integer.MAX_VALUE)阻塞队列. (有界又无界，21亿的长度)
3. SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列,也即是单个元素的队列.SynchronousQueue没有容量与其他BlcokingQueue不同,SynchronousQueue是一个不存储元素的BlcokingQueue
每个put操作必须要等待一个take操作,否则不能继续添加元素,反之亦然.
4. PriorityBlockingQueue:支持优先级排序的无界阻塞队列.
5. DelayQueue: 使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列.
6. LinkedTransferQueue:由链表结构组成的无界阻塞队列.
7. LinkedBlockingDeque:由了解结构组成的双向阻塞队列.
4、 什么情况下应用？
1、生产者消费者模式
传统版的代码：
class shareData{
public volatile int num=0;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
public void increase(){
lock.lock();
try {
while(num!=0){
condition.await();
}
num++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+num);
condition.signal();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void desrease(){
lock.lock();
try {
while(num!=1){
condition.await();
}
num--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+num);
condition.signal();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
public class ProdConsumerDemo {
public static void main(String[] args) {
shareData sh = new shareData();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
sh.increase();
}
},"t1").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
sh.desrease();
}
},"t2").start();
}
}
输出结果：
阻塞队列版的代码：
class MyResource{
public volatile Boolean flag=true;
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
BlockingQueue<String> blockingQueue = null;
public MyResource(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
this.blockingQueue = blockingQueue;
System.out.println(blockingQueue.getClass().toString());
}
public void produce() throws InterruptedException {
String temp;
Boolean retValue;
while(flag){
atomicInteger.getAndIncrement();
temp=atomicInteger+"";
retValue =blockingQueue.offer(temp,2L,TimeUnit.SECONDS);
if(retValue) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "数据插入成功" + temp);
}else{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "数据插入失败" + temp);
}
try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 大老板叫停了，FLAG=false了");
}
public void consumer() throws InterruptedException {
String result = null;
while(flag){
result =blockingQueue.poll(2L,TimeUnit.SECONDS);
if (null == result || result.equalsIgnoreCase("")){
flag = false;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 超过2秒钟没有取到蛋糕，消费退出");
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 消费队列"+result+"成功");
}
}
public void stop(){
this.flag = false;
}
}
public class ProCoBlockingQueneDemo {
public static void main(String[] args) {
MyResource myResource = new MyResource(new ArrayBlockingQueue<>(10));
new Thread(()->{
System.out.println("生产者启动");
try {
myResource.produce();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
},"pro").start();
new Thread(()->{
System.out.println("消费者启动");
try {
myResource.consumer();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
},"consumer").start();
try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
System.out.println("5秒过了叫停");
myResource.stop();
}
}
输出结果：
下节会继续讲阻塞队列的应用，线程池和MQ。
