Java线程(篇外篇)：阻塞队列BlockingQueue

时间：2021-05-04 21:12:07

       好久没有写文章了，这段时间事情比较杂，工作也比较杂乱，上周日刚搬完家，从自建房搬到了楼房，提升了一层生活品质，哈哈！不过昨天晚上在公交车上钱包被偷了，前段时间还丢个自行车，不得不感叹，京城扒手真多，还无人处理。言归正传，这一段时间我的工作主要是改进公司的调度器，调度器调度线程池执行任务，生产者生产任务，消费者消费任务，那么这时就需要一个任务队列，生产者向队列里插入任务，消费者从队列里提取任务执行，调度器里是通过BlockingQueue实现的队列，随后小查一下，下面看看BlockingQueue的原理及其方法。

       BlockingQueue最终会有四种状况，抛出异常、返回特殊值、阻塞、超时，下表总结了这些方法：

  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() poll(time, unit)
检查 element() peek() 不可用 不可用

       BlockingQueue是个接口，有如下实现类：

       1. ArrayBlockQueue：一个由数组支持的有界阻塞队列。此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。创建其对象必须明确大小，像数组一样。

       2. LinkedBlockQueue：一个可改变大小的阻塞队列。此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。创建其对象如果没有明确大小，默认值是Integer.MAX_VALUE。链接队列的吞吐量通常要高于基于数组的队列，但是在大多数并发应用程序中，其可预知的性能要低。 

       3. PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockingQueue，但其所含对象的排序不是FIFO，而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的Comparator决定的顺序。

       4. SynchronousQueue：同步队列。同步队列没有任何容量，每个插入必须等待另一个线程移除，反之亦然。

       下面使用ArrayBlockQueue来实现之前实现过的生产者消/费者模式，代码如下：

/** 定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
public class BigPlate {

	/** 装鸡蛋的盘子，大小为5 */
	private BlockingQueue<Object> eggs = new ArrayBlockingQueue<Object>(5);

	/** 放鸡蛋 */
	public void putEgg(Object egg) {
		try {
			eggs.put(egg);// 向盘子末尾放一个鸡蛋，如果盘子满了，当前线程阻塞
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		// 下面输出有时不准确，因为与put操作不是一个原子操作
		System.out.println("放入鸡蛋");
	}

	/** 取鸡蛋 */
	public Object getEgg() {
		Object egg = null;
		try {
			egg = eggs.take();// 从盘子开始取一个鸡蛋，如果盘子空了，当前线程阻塞
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		// 下面输出有时不准确，因为与take操作不是一个原子操作
		System.out.println("拿到鸡蛋");
		return egg;
	}

	/** 放鸡蛋线程 */
	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);
		}
	}

	/** 取鸡蛋线程 */
	static class GetThread extends Thread {
		private BigPlate plate;

		public GetThread(BigPlate plate) {
			this.plate = plate;
		}

		public void run() {
			plate.getEgg();
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		BigPlate plate = new BigPlate();
		// 先启动10个放鸡蛋线程
		for(int i = 0; i < 10; i++) {
			new Thread(new AddThread(plate)).start();
		}
		// 再启动10个取鸡蛋线程
		for(int i = 0; i < 10; i++) {
			new Thread(new GetThread(plate)).start();
		}
	}
}
       执行结果： 

放入鸡蛋
放入鸡蛋
放入鸡蛋
放入鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
放入鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
拿到鸡蛋
       从结果看，启动10个放鸡蛋线程和10个取鸡蛋线程，前5个放入鸡蛋的线程成功执行，到第6个，发现盘子满了，阻塞住，这时切换到取鸡蛋线程执行，成功实现了生产者/消费者模式。java.util.concurrent包是个强大的包！

        本文来自：高爽|Coder，原文地址：http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292。

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