Java线程(篇外篇)：阻塞队列BlockingQueue
最后更新于：2022-04-01 07:00:43
# Java线程(篇外篇)：阻塞队列BlockingQueue
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)`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`offer(e)`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`put(e)`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`offer(e, time, unit)`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) |
> | **移除** | [`remove()`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`poll()`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`take()`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`poll(time, unit)`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) |
> | **检查** | [`element()`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | [`peek()`](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8108292) | *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](http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7433673)，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 eggs = new ArrayBlockingQueue(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！