BlockingQueue详解

BlockingQueue

一个线程往阻塞队列里放资源.另一个线程进行消费.如果队列满的话,放入的线程会被阻塞.相反.如果队列为空,消费的线程就会被阻塞. 

BlockingQueue 的方法

BlockingQueue 具有 4 组不同的方法用于插入、移除以及对队列中的元素进行检查。如果请求的操作不能得到立即执行的话，每个方法的表现也不同。

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 抛异常: 如果试图的操作无法立即执行，抛一个异常。源码如下.(只是以某一个队列为例子,理解意思就好,后面会整理一下各个队列的源码)

特定值: 如果试图的操作无法立即执行，返回一个特定的值(常常是 true / false)。

 

阻塞: 如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。

超时: 如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行，但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是 true / false)。

无法向一个 BlockingQueue 中插入 null。源码如下.

BlockingDeque 

java.util.concurrent 包里的 BlockingDeque 接口表示一个线程安放入和提取实例的双端队列。

BlockingDeque 类是一个双端队列，在不能够插入元素时，它将阻塞住试图插入元素的线程；在不能够抽取元素时，它将阻塞住试图抽取的线程。

 为什么是双端队列呢.从源码就可以看出来,它可以在头尾添加节点.

    /**
     * Inserts the specified element at the front of this deque if it is
     * possible to do so immediately without violating capacity restrictions,
     * throwing an {@code IllegalStateException} if no space is currently
     * available.  When using a capacity-restricted deque, it is generally
     * preferable to use {@link #offerFirst(Object) offerFirst}.
     *
     * @param e the element to add
     * @throws IllegalStateException {@inheritDoc}
     * @throws ClassCastException {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException if the specified element is null
     * @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
     */
    void addFirst(E e);

    /**
     * Inserts the specified element at the end of this deque if it is
     * possible to do so immediately without violating capacity restrictions,
     * throwing an {@code IllegalStateException} if no space is currently
     * available.  When using a capacity-restricted deque, it is generally
     * preferable to use {@link #offerLast(Object) offerLast}.
     *
     * @param e the element to add
     * @throws IllegalStateException {@inheritDoc}
     * @throws ClassCastException {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException if the specified element is null
     * @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
     */
    void addLast(E e);

    /**
     * Inserts the specified element at the front of this deque if it is
     * possible to do so immediately without violating capacity restrictions,
     * returning {@code true} upon success and {@code false} if no space is
     * currently available.
     * When using a capacity-restricted deque, this method is generally
     * preferable to the {@link #addFirst(Object) addFirst} method, which can
     * fail to insert an element only by throwing an exception.
     *
     * @param e the element to add
     * @throws ClassCastException {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException if the specified element is null
     * @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
     */
    boolean offerFirst(E e);

    /**
     * Inserts the specified element at the end of this deque if it is
     * possible to do so immediately without violating capacity restrictions,
     * returning {@code true} upon success and {@code false} if no space is
     * currently available.
     * When using a capacity-restricted deque, this method is generally
     * preferable to the {@link #addLast(Object) addLast} method, which can
     * fail to insert an element only by throwing an exception.
     *
     * @param e the element to add
     * @throws ClassCastException {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException if the specified element is null
     * @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
     */
    boolean offerLast(E e);

BlockingDeque 的方法

 

抛异常: 如果试图的操作无法立即执行，抛一个异常。

特定值: 如果试图的操作无法立即执行，返回一个特定的值(常常是 true / false)。

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阻塞: 如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。​​​​​​​​​​​​​​

超时:如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行，但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是 true / false)。

数组阻塞队列 ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue 类实现了 BlockingQueue 接口。

ArrayBlockingQueue 是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。然后它是一个有界队列.它不能够存储无限多数量的元素。因为是数组,所以初始化了就不能在修改.源码如下.

    /**
     * Creates an {@code ArrayBlockingQueue} with the given (fixed)
     * capacity and the specified access policy.
     *
     * @param capacity the capacity of this queue
     * @param fair if {@code true} then queue accesses for threads blocked
     *        on insertion or removal, are processed in FIFO order;
     *        if {@code false} the access order is unspecified.
     * @throws IllegalArgumentException if {@code capacity < 1}
     */
    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];
        lock = new ReentrantLock(fair);
        notEmpty = lock.newCondition();
        notFull =  lock.newCondition();
    }

延迟队列 DelayQueue

DelayQueue 实现了 BlockingQueue 接口。

 DelayQueue 对元素进行持有直到一个特定的延迟到期。注入其中的元素必须实现 java.util.concurrent.Delayed 接口，该接口定义:

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {

    /**
     * Returns the remaining delay associated with this object, in the
     * given time unit.
     *
     * @param unit the time unit
     * @return the remaining delay; zero or negative values indicate
     * that the delay has already elapsed
     */
    long getDelay(TimeUnit unit);
}

DelayQueue 将会在每个元素的 getDelay() 方法返回的值的时间段之后才释放掉该元素。如果返回的是 0 或者负值，延迟将被认为过期，该元素将会在 DelayQueue 的下一次 take 被调用的时候被释放掉。

链阻塞队列 LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue 类实现了 BlockingQueue 接口。

LinkedBlockingQueue 内部以一个链式结构(链接节点)对其元素进行存储。如果初始化没有设置容量的话,会默认使用 Integer.MAX_VALUE 作为上限.

 优先级的阻塞队列 PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue 类实现了 BlockingQueue 接口。

PriorityBlockingQueue 是一个无界的并发队列。它使用了和类 java.util.PriorityQueue 一样的排序规则。你无法向这个队列中插入 null 值。 所有插入到 PriorityBlockingQueue 的元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。因此该队列中元素的排序就取决于你自己的 Comparable 实现。 注意 PriorityBlockingQueue 对于具有相等优先级(compare() == 0)的元素并不强制任何特定行为。

 

同步队列 SynchronousQueue 

SynchronousQueue 类实现了 BlockingQueue 接口。

SynchronousQueue 是一个特殊的队列，它的内部同时只能够容纳单个元素。如果该队列已有一元素的话，试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个线程将该元素从队列中抽走。同样，如果该队列为空，试图向队列中抽取一个元素的线程将会阻塞，直到另一个线程向队列中插入了一条新的元素。

链阻塞双端队列 LinkedBlockingDeque

LinkedBlockingDeque 类实现了 BlockingDeque 接口。

LinkedBlockingDeque 是一个双端队列，在它为空的时候，一个试图从中抽取数据的线程将会阻塞，无论该线程是试图从哪一端抽取数据。

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心有九月星辰