阻塞队列（BlockingQueue）
阻塞队列（BlockingQueue）
- 阻塞队列都实现了：BlockingQueue
- JDK提供的七个阻塞队列
一、特点
1、JDK提供的七个阻塞队列简介
①. ArrayBlockingQueue
有界 阻塞队列——必须指定大小——数组
②. LinkedBlockingQueue
有界 阻塞队列——默认大小：Integer.MAX_VALUE最大值——链表
③. LinkedTransferQueue
无界 阻塞队列——链表
④. PriorityBlockingQueue
无界 阻塞队列——支持优先级排序
⑤. DelayQueue
无界 阻塞队列——使用优先级队列实现的
⑥. SynchronousQueue
不存储元素 的阻塞队列
⑦. LinkedBlockingDeque
双端 阻塞队列——链表
2、其他特点
- 阻塞队列默认情况下是FIFO（先进先出），PriorityBlockingQueue可以设置优先级出队列
- BlockingQueue 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。
- BlockingQueue 实现是线程安全的
二、阻塞队列的方法
- e 表示插入到队列的元素
- 其他特殊的方法，见参考。
- 常用方法
阻塞队列的核心方法有以下几组
1.抛异常组：add()，remove()，element();
2.返回布尔值组：offer()，poll()，peek();
3.阻塞组：put()，take();
4.超时组：offer()，poll();
1、插入元素
| 描述 | 抛出异常 | 一直阻塞 | 返回特殊的值 | 超时退出 |
|---|---|---|---|---|
| 插入数据 | add(e) | put(e) | offer(e) 推荐 |
offer(e, time, unit) 推荐 |
| 插入成功 | 返回true | 无返回值 | 返回true | 返回true |
| 插入失败 （队列满） |
抛异常 | 一直阻塞，直到插入元素 | 返回false | 等10秒(假如设置的10s) 然后放弃插入，返回false 可用于控制添加元素的速度 |
2、获取元素——并移除队列的头元素
| 描述 | 抛出异常 | 一直阻塞 | 返回特殊的值 | 超时退出 |
|---|---|---|---|---|
| 获取元素 | remove() | take() | poll() | poll(time, unit) |
| 获取成功 | 返回元素 | 返回元素 | 返回元素 | 返回元素 |
| 获取失败 （队列空） |
抛异常 | 一直阻塞，直到获取到元素 | 返回null | 等10秒(假如设置的10s) 然后null 可用于控制消费的速度 |
3、获取元素——不移除队列的元素
| 描述 | 抛出异常 | 返回特殊的值 |
|---|---|---|
| 获取元素 | element() | peek() |
| 获取成功 | 返回元素 | 返回元素 |
| 获取失败 （队列空） |
抛异常 | 返回null |
4、推荐使用
- 一般情况下 offer() 和 poll() 方法配合使用
程序中常用的是 offer() 和 poll() 方法，因为这两个方法比较友好，不会报错。
- put() 和 take() 阻塞方法配合使用
- add() 和 remove() 方法会配合使用
5、测试
- 自己去测
package com.cc.testproject.utils;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
/**
* <p>存放队列</p>
*
* @author --
* @since 2024/1/9
*/
public class Task01 {
//有界阻塞队列——FIFO（先进先出）——必须指定大小——数组
private static final ArrayBlockingQueue<String> QUEUE1 = new ArrayBlockingQueue<>(1);
//有界阻塞队列——FIFO（先进先出）——默认大小：int最大值——链表
private static final LinkedBlockingQueue <String> QUEUE2 = new LinkedBlockingQueue<>();
//无界阻塞队列——FIFO（先进先出）——无限大——链表
private static final LinkedTransferQueue <String> QUEUE3 = new LinkedTransferQueue<>();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
boolean offer = QUEUE1.offer("1");
System.out.println("第1次添加：" + offer + "-时间：" + LocalDateTime.now());
boolean offer1 = QUEUE1.offer("2");
System.out.println("第2次添加：" + offer1 + "-时间：" + LocalDateTime.now());
System.out.println(QUEUE1.take());
// System.out.println(QUEUE1.element());
System.out.println(QUEUE1.peek());
System.out.println(QUEUE1);
// System.out.println(QUEUE1.poll(5, TimeUnit.SECONDS));
// System.out.println(QUEUE1.poll());
// System.out.println(QUEUE1.remove());
// System.out.println(QUEUE1.take());
// System.out.println(QUEUE1.remove());
// System.out.println(QUEUE1.remove());
// System.out.println(QUEUE1.take());
// System.out.println(QUEUE1.take());
// System.out.println(QUEUE1.poll());
// System.out.println(QUEUE1.poll(5, TimeUnit.SECONDS));
//如队列满：等10秒，然后放弃插入，返回false
// boolean offer = QUEUE1.offer("1", 10, TimeUnit.SECONDS);
// System.out.println("第1次添加：" + offer + "-时间：" + LocalDateTime.now());
// boolean offer1 = QUEUE1.offer("2", 10, TimeUnit.SECONDS);
// System.out.println("第2次添加：" + offer1 + "-时间：" + LocalDateTime.now());
//
// System.out.println("添加完成：" + QUEUE1);
// 如队列满：抛异常
// boolean add1 = QUEUE1.add("1");
// System.out.println("第1次添加：" + add1);
// boolean add2 = QUEUE1.add("2");
// System.out.println("第2次添加：" + add2);
//如队列满：一直等
// QUEUE1.put("1");
// System.out.println("第1次添加：" + LocalDateTime.now());
// QUEUE1.put("2");
// System.out.println("第2次添加：" + LocalDateTime.now());
}
}
三、使用场景、个人理解
1、使用场景
-
需要顺序执行，且是耗时操作，可用来装用户的请求
-
阻塞队列在多线程编程中有许多使用场景，包括但不限于：
- 生产者-消费者模式：用于在生产者和消费者之间进行线程安全的数据交换。
- 任务调度：用于实现线程池中的任务队列，控制任务的提交和执行。
- 数据传输：用于在不同线程之间传递数据，例如在生产者和消费者之间传递数据。
- 事件驱动编程：用于在事件处理中进行线程间通信和协调。
- 限流和流量控制：用于控制系统的并发访问量，防止系统过载。
2、个人理解
- 阻塞队列之所以叫阻塞队列，是因为它可以在添加或者获取元素的时候阻塞添加或获取的线程。直到线程达到自己的目的。
- 阻塞队列之所以被称为阻塞队列，是因为当队列已满时，尝试向队列中添加元素的线程会被阻塞，直到队列有空间为止；当队列为空时，尝试从队列中获取元素的线程会被阻塞，直到队列中有元素为止。这种行为可以确保线程安全地在队列中添加或获取元素。
四、参考：
- 对双端队列，其他队列感兴趣的，可以见下面：
1、http://t.csdnimg.cn/BAAcc 或 这里
2、http://t.csdnimg.cn/sGtuA 或 这里
3、http://t.csdnimg.cn/fA8T7 或 这里
4、https://blog.51cto.com/u_16099200/7290591
