阻塞队列(ArrayBlockingQueue)

本文介绍了一个使用Java实现的阻塞队列测试案例。该案例通过创建两个线程,一个用于向队列中添加元素,另一个用于从队列中移除元素,以此来展示阻塞队列的基本工作原理。
package demo;

import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;
/**
 * 这个类是用来测试阻塞队列的
 * 当试图向一个队列添加元素,但是队列已经满时,或是想把一个元素移出队列而队列为空时
 * 阻塞队列就会导致线程阻塞。
 * 
 * @author king_wang
 *
 */
public class BlockQueueTest {
    private static  int queueSize=10;
    public static void main(String[] args) {

        BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(queueSize);

        Runnable r1 = new PullThread(queue);
        Thread t1 = new Thread(r1);
        Runnable r2 = new OfferThread(queue);
        Thread t2 = new Thread(r2);
        System.out.println("开始启动线程");
        t1.start();
        t2.start();
        System.out.println("结束线程");

    }

}

class PullThread<InterruptException> implements Runnable {
    public BlockingQueue<String> queue;

    public PullThread(BlockingQueue<String> queue) {
        this.queue = queue;
    }
    public void run(){

        while(true)
             {
                try {
                    queue.take();
                 //queue.take()移除并返回队列头部的元素     如果队列为空,则阻塞  
                    System.out.println("已经移走一个元素,一共"+queue.size());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
     }

}

class OfferThread<InterruptException> implements Runnable {
    public BlockingQueue<String> queue;

    public OfferThread(BlockingQueue<String> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    public void run() {
            while(true)
            {
                try{
                //queue.put() 添加一个元素 如果队列满,则阻塞.
                queue.put("c++");
                System.out.println("已插入一个元素,一共有"+queue.size());
                }catch(InterruptedException e ){
                       e.printStackTrace();
                }


            }
        }
}
`ThreadPoolExecutor`任务队列使用无界队列`LinkedBlockingQueue`还是有界队列`ArrayBlockingQueue`,取决于具体的应用场景。以下是对两者的分析: ### 无界队列`LinkedBlockingQueue` `LinkedBlockingQueue`是一个基于链表实现的阻塞队列,默认情况下,该阻塞队列的大小为`Integer.MAX_VALUE`,也被称作无界队列,队列可以随着元素的添加而动态增长。它采用两把锁的锁分离技术实现入队出队互不阻塞,添加元素和获取元素都有独立的锁,读写操作可以并行执行[^2][^3]。 #### 优点 - 由于读写操作可以并行执行,吞吐量相对较高。 - 任务不会因为队列满而被拒绝,适合任务量波动大且不希望拒绝任务的场景。 #### 缺点 - 在高负载情况下,任务队列可能无限增长,直至消耗完系统内存,导致`OutOfMemoryError`。 #### 适用场景 - 任务处理时间较短的异步处理系统。 - 系统内存资源充足的环境。 ### 有界队列`ArrayBlockingQueue` `ArrayBlockingQueue`底层基于数组实现,默认是有界队列,读写采用同一把锁[^1]。 #### 优点 - 能有效控制队列的长度,避免因任务无限堆积导致内存溢出等问题。 - 适合对资源使用有严格限制的场景,能保证系统的稳定性。 #### 缺点 - 读写采用同一把锁,吞吐量相对较低。 #### 适用场景 - 对资源使用有严格限制的场景。 - 任务之间存在依赖关系,避免任务无限等待的场景。 ### 代码示例 ```java import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolQueueExample { public static void main(String[] args) { // 使用无界队列 LinkedBlockingQueue ThreadPoolExecutor executorWithUnboundedQueue = new ThreadPoolExecutor( 2, 4, 60L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>() ); // 使用有界队列 ArrayBlockingQueue ThreadPoolExecutor executorWithBoundedQueue = new ThreadPoolExecutor( 2, 4, 60L, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(2) ); } } ``` ### 总结 如果系统内存充足,任务处理时间短且任务量波动大,可以选择无界队列`LinkedBlockingQueue`;如果对资源使用有严格限制,需要控制队列长度,保证系统稳定性,则选择有界队列`ArrayBlockingQueue`。
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