【并发编程】阻塞队列BlockingQueue入门
作者:互联网
BlockingQueue是什么
- BlockingQueue 继承了 Queue 接口,是队列的一种。
- 阻塞队列(BlockingQueue)是一个在队列基础上又支持了两个附加操作的队列,常用解耦。
- 支持阻塞的插入方法put: 队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满。
- 支持阻塞的移除方法take: 队列空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。
阻塞队列继承了队列Queue接口
- add(E e):添加一个元素,添加成功返回true, 如果队列满了,就会抛出异常。
- offer(E e):添加一个元素,添加成功返回true, 如果队列满了,返回false。
- remove():返回并删除队首元素,队列为空则抛出异常。
- poll():返回并删除队首元素,队列为空则返回null。
- element():返回队首元素,但不移除,队列为空则抛出异常
- peek():获取队首元素,但不移除,队列为空则返回null
BlockingQueue常用方法
方法 | 抛出异常 | 返回特定值 | 阻塞 | 阻塞特定时间 |
---|---|---|---|---|
入队 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e, time, unit) |
出队 | remove() | poll() | take() | poll(time, unit) |
获取队首元素 | element() | peek() | 不支持 | 不支持 |
阻塞队列的特性
- 阻塞队列区别于其他类型的队列的最主要的特点就是“阻塞”这两个字!
- 阻塞功能使得生产者和消费者两端的能力得以平衡,当有任何一端速度过快时,阻塞队列便会把过快的速度给降下来。
- 实现阻塞最重要的两个方法是 take 方法和 put 方法。
阻塞队列的take方法
- take方法的功能是获取并移除队列的头结点,通常在队列里有数据的时候是可以正常移除的。
- 一旦执行 take 方法的时候,队列里无数据,则阻塞,直到队列里有数据。
- 一旦队列里有数据了,就会立刻解除阻塞状态,并且取到数据。
阻塞队列的put方法
- put方法插入元素时,如果队列没有满,那就和普通的插入一样是正常的插入。
- 如果队列已满,那么就无法继续插入,则阻塞,直到队列里有了空闲空间。
- 如果后续队列有了空闲空间,比如消费者消费了一个元素,那么此时队列就会解除阻塞状态,并把需要添加的数据添加到队列中。
阻塞队列的边界
- 容量的大小,分为有界和无界两种。
- 无界队列意味着里面可以容纳非常多的元素,例如 LinkedBlockingQueue 的上限是 Integer.MAX_VALUE,是非常大的一个数,可以近似认为是无限容量,因为我们几乎无法把这个容量装满。
- 但是有的阻塞队列是有界的,例如 ArrayBlockingQueue 如果容量满了,也不会扩容,所以一旦满了就无法再往里放数据了。
阻塞队列的应用场景
- BlockingQueue 是线程安全的,可以解决线程的安全问题。
- 因为阻塞队列是线程安全的,所以生产者和消费者都可以是多线程的,不会发生线程安全问题。
- 生产者/消费者直接使用线程安全的队列就可以,而不需要自己去考虑更多的线程安全问题。这也就意味着,考虑锁等线程安全问题的重任从“你”转移到了“队列”上,降低了我们开发的难度和工作量。
- 队列它还能起到一个隔离的作用。生产者不需要关注消费者的逻辑。实现了具体任务与执行任务类之间的解耦,提高了安全性。
常见阻塞队列
- ArrayBlockingQueue:基于数组结构实现的一个有界阻塞队列。
- LinkedBlockingQueue:基于链表结构实现的一个无界阻塞队列。
- PriorityBlockingQueue:支持按优先级排序的无界阻塞队列。
- DelayQueue:基于优先级队列(PriorityBlockingQueue)实现的无界阻塞队列。
- SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列。
- LinkedTransferQueue:基于链表结构实现的一个无界阻塞队列。
- LinkedBlockingDeque:基于链表结构实现的一个双端阻塞队列。
阻塞队列的验证方法
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
public class BlockingQueueTest {
public static void main(String[] args) {
addTest();
// removeTest();
// elementTest()
// offerTest()
// pollTest()
// peekTest()
// putTest()
// putTest()
}
/**
* add 方法是往队列里添加一个元素,如果队列满了,就会抛出异常来提示队列已满。
*/
private static void addTest() {
BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
System.out.println(blockingQueue.add(1));
System.out.println(blockingQueue.add(2));
System.out.println(blockingQueue.add(3));
}
/**
* remove 方法的作用是删除元素并返回队列的头节点,如果删除的队列是空的, remove 方法就会抛出异常。
*/
private static void removeTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
blockingQueue.add(1);
blockingQueue.add(2);
System.out.println(blockingQueue.remove());
System.out.println(blockingQueue.remove());
System.out.println(blockingQueue.remove());
}
/**
* element 方法是返回队列的头部节点,但是并不删除。如果队列为空,抛出异常
*/
private static void elementTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
blockingQueue.element();
}
/**
* offer 方法用来插入一个元素。如果添加成功会返回 true,而如果队列已经满了,返回false
*/
private static void offerTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
System.out.println(blockingQueue.offer(1));
System.out.println(blockingQueue.offer(2));
System.out.println(blockingQueue.offer(3));
}
/**
* poll 方法作用也是移除并返回队列的头节点。 如果队列为空,返回null
*/
private static void pollTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(3);
blockingQueue.offer(1);
blockingQueue.offer(2);
blockingQueue.offer(3);
System.out.println(blockingQueue.poll());
System.out.println(blockingQueue.poll());
System.out.println(blockingQueue.poll());
System.out.println(blockingQueue.poll());
}
/**
* peek 方法返回队列的头元素但并不删除。 如果队列为空,返回null
*/
private static void peekTest() {
ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
System.out.println(blockingQueue.peek());
}
/**
* put 方法的作用是插入元素。如果队列已满就无法继续插入,阻塞插入线程,直至队列空出位置
*/
private static void putTest() {
BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
try {
blockingQueue.put(1);
blockingQueue.put(2);
blockingQueue.put(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* take 方法的作用是获取并移除队列的头结点。如果执队列里无数据,则阻塞,直到队列里有数据
*/
private static void takeTest() {
BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(2);
try {
blockingQueue.take();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结束语
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标签:队列,编程,阻塞,System,println,ArrayBlockingQueue,BlockingQueue,blockingQueue 来源: https://www.cnblogs.com/zfcq/p/15863461.html