JUC（六）——阻塞队列

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JUC（六）——阻塞队列
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什么是阻塞队列

• 阻塞：必须要阻塞/不得不阻塞
• 阻塞队列是一个队列，在数据结构中起的作用如下图：
  
  • 试图从空的队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到其他线程往空的队列插入新的元素
  • 试图向已满的队列中添加新元素的线程将会被阻塞，直到其他线程从队列中移除一个或多个元素或者完全清空，使队列变得空闲起来并后续新增

阻塞队列的用处

• 在多线程领域：所谓阻塞，在某些情况下会挂起线程（即阻塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤起
• 为什么需要BlockingQueue
  • 好处是我们不需要关心什么时候需要阻塞线程，什么时候需要唤醒线程，因为这一切BlockingQueue都给你一手包办了
• 在concurrent包发布以前，在多线程环境下，我们每个程序员都必须去自己控制这些细节，尤其还要兼顾效率和线程安全，而这会给我们的程序带来不小的复杂度。

阻塞队列

• ★ArrayBlockingQueue：由数组结构组成的有界阻塞队列。
• ★LinkedBlockingQueue：由链表结构组成的有界（但大小默认值为integer.MAX_VALUE）阻塞队列。
• PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列。
• DelayQueue：使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列。
• ★SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，也即单个元素的队列。
• LinkedTransferQueue：由链表组成的无界阻塞队列。
• LinkedBlockingDeque：由链表组成的双向阻塞队列。

BlockingQueue核心方法

• 抛出异常
  • 当阻塞队列满时，再往队列里add插入元素会抛IllegalStateException:Queue full
  • 当阻塞队列空时，再往队列里remove移除元素会抛NoSuchElementException
• 特殊值
  • 插入方法，成功ture失败false
  • 移除方法，成功返回出队列的元素，队列里没有就返回null
• 一直阻塞
  • 当阻塞队列满时，生产者线程继续往队列里put元素，队列会一直阻塞生产者线程直到put数据or响应中断退出
  • 当阻塞队列空时，消费者线程试图从队列里take元素，队列会一直阻塞消费者线程直到队列可用
• 超时退出
  • 当阻塞队列满时，队列会阻塞生产者线程一定时间，超过限时后生产者线程会退出
• 代码示例

  •   public class BlockingQueueDemo
      {
          public static void main(String[] args) throws Exception
          {
              BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
      
              blockingQueue.add("a");
              blockingQueue.add("b");
              blockingQueue.add("c");
              //blockingQueue.add("d");在添加会抛异常
              System.out.println("********111");
              //输出队头元素
              System.out.println(blockingQueue.element());
              
              System.out.println(blockingQueue.remove());
              System.out.println(blockingQueue.remove());
              System.out.println(blockingQueue.remove());
              //blockingQueue.remove();在移除会抛出异常
          }
      }
    

  •   public class BlockingQueueDemo
      {
          public static void main(String[] args) throws Exception
          {
              BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
      
              System.out.println(blockingQueue.offer("a"));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("b"));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("c"));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("d"));//false
              System.out.println("********111");
              //输出队头元素
              System.out.println(blockingQueue.peek());
      
              System.out.println(blockingQueue.poll());
              System.out.println(blockingQueue.poll());
              System.out.println(blockingQueue.poll());
              System.out.println(blockingQueue.poll());//null
          }
      }
    

  •   public class BlockingQueueDemo
      {
          public static void main(String[] args) throws Exception
          {
              BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
      
              blockingQueue.put("a");
              blockingQueue.put("b");
              blockingQueue.put("c");
              //blockingQueue.put("d");会阻塞
              System.out.println("********111");
      
              System.out.println(blockingQueue.take());
              System.out.println(blockingQueue.take());
              System.out.println(blockingQueue.take());
              //System.out.println(blockingQueue.take());会阻塞
          }
      }
    

  •   public class BlockingQueueDemo
      {
          public static void main(String[] args) throws Exception
          {
              BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
      
              System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
              System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
              System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
      
              System.out.println("********111");
      
              System.out.println(blockingQueue.poll());
              System.out.println(blockingQueue.poll());
              System.out.println(blockingQueue.poll());
      
          }
      }
    

  •   public class BlockingQueueDemo
      {
          public static void main(String[] args) throws Exception
          {
              BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
      
              //设置超时时间
              System.out.println(blockingQueue.offer("a",2,TimeUnit.SECONDS));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("b",2,TimeUnit.SECONDS));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("c",2,TimeUnit.SECONDS));//true
              System.out.println(blockingQueue.offer("d",2,TimeUnit.SECONDS));//2秒后输出false
      
              System.out.println("********111");
      
              System.out.println(blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));
              System.out.println(blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));
              System.out.println(blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));
              System.out.println(blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));//2秒后输出null
          }
      }