Java集合类学习--BlockingQueue

概述

BlockingQueue 意为“阻塞队列”，它在 JDK 中是一个接口。

所谓阻塞，简单来说就是当某些条件不满足时，让线程处于等待状态。例如经典的“生产者-消费者”模型，当存放产品的容器满的时候，生产者处于等待状态；而当容器为空的时候，消费者处于等待状态。阻塞队列的概念与该场景类似。

BlockingQueue 继承自 Queue 接口，它的常用实现类有 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、DelayQueue 等。

源码分析

方法定义：

用法分析：

// 将指定元素插入到队列，若成功返回 true，否则抛出异常
boolean add(E e);

// 将指定元素插入到队列，若成功返回 true，否则返回 false
boolean offer(E e);

// 将指定元素插入到队列，若队列已满则等待
void put(E e) throws InterruptedException;

// 将指定元素插入到队列，若成功返回 true，否则返回 false，有超时等待
boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException

// 获取并移除队列的头部，若为空则等待
E take() throws InterruptedException;

// 获取并移除队列的头部，有超时等待（若超时返回 null）
E poll(long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException;

// 返回队列可以接收的容量，若无限制则返回 Integer.MAX_VALUE
int remainingCapacity();

// 删除指定的元素（如果存在），返回是否删除成功
boolean remove(Object o);

// 是否包含指定元素
public boolean contains(Object o);

// 从此队列中删除所有可用元素，并将它们添加到给定集合中
int drainTo(Collection<? super E> c);

// 从此队列中删除所有可用元素，并将它们添加到给定集合中（指定大小）
int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);

与前面学的Queue相比，多了几个带有超时的方法，学习一下即可。

小结

阻塞与非阻塞

入队
offer(E e)：如果队列没满，立即返回true； 如果队列满了，立即返回false–>不阻塞
put(E e)：如果队列满了，一直阻塞，直到队列不满了或者线程被中断–>阻塞
offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：在队尾插入一个元素,，如果队列已满，则进入等待，直到出现以下三种情况：–>阻塞
被唤醒
等待时间超时
当前线程被中断

出队
poll()：如果没有元素，直接返回null；如果有元素，出队
take()：如果队列空了，一直阻塞，直到队列不为空或者线程被中断–>阻塞
poll(long timeout, TimeUnit unit)：如果队列不空，出队；如果队列已空且已经超时，返回null；如果队列已空且时间未超时，则进入等待，直到出现以下三种情况：
被唤醒
等待时间超时
当前线程被中断

阻塞队列在并发编程中使用较多，比如线程池。

不接受 null 元素。试图 add、put 或 offer 一个 null 元素时，某些实现会抛出 NullPointerException。null 被用作指示 poll 操作失败的警戒值。
可以是限定容量的。它在任意给定时间都可以有一个 remainingCapacity，超出此容量，便无法无阻塞地 put 附加元素。没有任何内部容量约束的 BlockingQueue 总是报告Integer.MAX_VALUE 的剩余容量。
实现主要用于生产者-使用者队列，但它另外还支持 Collection 接口。因此，举例来说，使用 remove(x) 从队列中移除任意一个元素是有可能的。然而，这种操作通常不 会有效执行，只能有计划地偶尔使用，比如在取消排队信息时。
实现是线程安全的。所有排队方法都可以使用内部锁或其他形式的并发控制来自动达到它们的目的。然而，大量的 Collection 操作（addAll、containsAll、retainAll 和removeAll）没有 必要自动执行，除非在实现中特别说明。因此，举例来说，在只添加了 c 中的一些元素后，addAll© 有可能失败（抛出一个异常）。