Java阻塞队列BlockingQueue

原文链接:  http://www.imrookie.cn/article/java-Concurrent-BlockingQueue

阻塞队列,用于并发环境下共享资源的处理:

1.当队列里没有数据时,消费者端的所有线程都会阻塞,直到有数据放入队列;
2.当队列填满时,生产者端的所有线程会阻塞,直到有空位置,被自动唤醒;

核心方法:

1.放入数据

       （1）offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false.（本方法不阻塞当前执行方法的线程）；　　　　　　 

     　（2）offer(E o, long timeout, TimeUnit unit)：可以设定等待的时间，如果在指定的时间内，还不能往队列中加入BlockingQueue，则返回失败。

　　　　（3）put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里面有空间再继续.

2. 获取数据

　　　　（1）poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null;

　　　　（2）poll(long timeout, TimeUnit unit)：从BlockingQueue取出一个队首的对象，如果在指定时间内，队列一旦有数据可取，则立即返回队列中的数据。否则直到时间超时还没有数据可取，返回失败。

　　　　（3）take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入; 

　　　　（4）drainTo():一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象（还可以指定获取数据的个数），通过该方法，可以提升获取数据效率；不需要多次分批加锁或释放锁。

常见的BlockingQueue:

1. ArrayBlockingQueue

1. publicclassArrayBlockingQueue<E>extendsAbstractQueue<E>
2. implementsBlockingQueue<E>, java.io.Serializable{

    基于数组的阻塞队列,内部维护了一个定长数组,用来缓存队列中的数据对象;生产者放入数据和消费者获取数据使用的同一个锁对象,在创建实例时还可以控制对象内部是否采用公平锁(先来先得到锁),默认采用非公平锁(随机分配锁).

    new ArrayBlockingQueue(数组长度,是否采用公平锁)

     new  ArrayBlockingQueue(数组长度),默认使用非公平锁

2. LinkedBlockingQueue

1. publicclassLinkedBlockingDeque<E>
2. extendsAbstractQueue<E>
3. implementsBlockingDeque<E>, java.io.Serializable{

    基于链表的阻塞队列,使用2把锁来分别管理读和写,并发性能更好.

    new LinkedBlockingQueue(链表长度),默认Integer.MAX_VALUE

3. DelayQueue

1. publicclassDelayQueue<E extendsDelayed>extendsAbstractQueue<E>
2. implementsBlockingQueue<E>{

    延迟队列,没有长度限制,存的时候可以任意存,取的时候只有当指定的延迟时间到了,才能从队列中取到该元素;存的时候永远不会阻塞,只有取的时候才会阻塞.

4. SynchronousQueue

1. publicclassSynchronousQueue<E>extendsAbstractQueue<E>
2. implementsBlockingQueue<E>, java.io.Serializable{

   通俗点说,就是没有缓冲队列,取操作和存操作互相匹配到才会成功,否则就等待,直到互相匹配到. 

    一种无缓冲的等待队列，类似于无中介的直接交易，有点像原始社会中的生产者和消费者，生产者拿着产品去集市销售给产品的最终消费者，而消费者必须亲自去集市找到所要商品的直接生产者，如果一方没有找到合适的目标，那么对不起，大家都在集市等待。相对于有缓冲的BlockingQueue来说，少了一个中间经销商的环节（缓冲区），如果有经销商，生产者直接把产品批发给经销商，而无需在意经销商最终会将这些产品卖给那些消费者，由于经销商可以库存一部分商品，因此相对于直接交易模式，总体来说采用中间经销商的模式会吞吐量高一些（可以批量买卖）；但另一方面，又因为经销商的引入，使得产品从生产者到消费者中间增加了额外的交易环节，单个产品的及时响应性能可能会降低。

　　声明一个SynchronousQueue有两种不同的方式，它们之间有着不太一样的行为。公平模式和非公平模式的区别:

　　如果采用公平模式：SynchronousQueue会采用公平锁，并配合一个FIFO队列来阻塞多余的生产者和消费者，从而体系整体的公平策略；

　　但如果是非公平模式（SynchronousQueue默认）：SynchronousQueue采用非公平锁，同时配合一个LIFO队列来管理多余的生产者和消费者，而后一种模式，如果生产者和消费者的处理速度有差距，则很容易出现饥渴的情况，即可能有某些生产者或者是消费者的数据永远都得不到处理。

    new SynchronousQueue(是否采用公平锁),默认false,非公平锁.

5. PriorityBlockingQueue

1. publicclassPriorityBlockingQueue<E>extendsAbstractQueue<E>
2. implementsBlockingQueue<E>, java.io.Serializable{

    基于优先级的阻塞队列（优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定），但需要注意的是PriorityBlockingQueue并不会阻塞数据生产者，而只会在没有可消费的数据时，阻塞数据的消费者。因此使用的时候要特别注意，生产者生产数据的速度绝对不能快于消费者消费数据的速度，否则时间一长，会最终耗尽所有的可用堆内存空间。在实现PriorityBlockingQueue时，内部控制线程同步的锁采用的是公平锁。