java 线程池工作队列

线程池工作队列

  上一章我们介绍了线程的基本情况，这一章进一步了解线程池中的工作队列，BlockingQueue 队列。

在类 Executors 中，我们可以看到不同线程池维护的工作队列是不同的，如newCachedThreadPool使用的是SynchronousQueue 同步队列，newSingleThreadScheduledExecutor使用DelayedWorkQueue， 
newFixedThreadPool和newScheduledThreadPool使用LinkedBlockingQueue。它们都是实现了并发包java.util.concurrent中的BlockingQueue，下面说说这个接口。

BlockingQueue 阻塞队列

继承于队列 Queue，遵循先进先出原则（FIFO），队列提供几种基本的操作，添加元素（队尾）、移除元素（队头）、取出队头元素（不移除），每种操作都有两个方法，一种有可能抛异常，一种返回操作成功或失败。

在这个基础上，阻塞队列增加了操作锁，保证了数据安全，当然这个具体实现是在子类中完成，接口仅仅描述方法的特点，还增加两种不同的操作实现。下面描述这四种不同类型的操作：

1. 操作，可能抛异常
2. 操作，不抛异常（特殊如类转换异常、空指针、参数异常不属于，仅当队列已满不会跑状态异常）
3. 无限期阻塞线程直至操作成功
4. 有时间限制的操作

添加	移除	检查
add(e)	remove(o)	element()
offer(e)	poll()	peek()
put(e)	take()	\
offer(e,time，unit)	poll(time，unit)	\

以及增加了拷贝 drainTo，如线程池的 shutdownNow就是用它完成工作队列的清除以及队列中数据的拷贝，还有其他如对比元素contains，剩余容量查询remainingCapacity等。

实现的子类

1. ArrayBlockingQueue 数组型阻塞队列
2. LinkedBlockingQueue 链表型阻塞队列
3. DelayQueue 延时队列
4. SynchronousQueue 同步队列
5. PriorityBlockingQueue 优先阻塞队列

ArrayBlockingQueue

特点：

1. 初始化一定容量的数组
2. 使用一个重入锁，默认使用非公平锁，入队和出队共用一个锁，互斥
3. 是有界设计，如果容量满无法继续添加元素直至有元素被移除
4. 使用时开辟一段连续的内存，如果初始化容量过大容易造成资源浪费，过小易添加失败

LinkedBlockingQueue

特点：

1. 内部使用节点关联，会产生多一点内存占用 
   
   • 使用两个重入锁分别控制元素的入队和出队，用Condition进行线程间的唤醒和等待
   • 有边界的，在默认构造方法中容量是Integer.MAX_VALUE
   • 非连续性内存空间

DelayQueue

特点：

1. 无边界设计
2. 添加（put）不阻塞，移除阻塞
3. 元素都有一个过期时间
4. 取元素只有过期的才会被取出

SynchronousQueue

特点：

1. 内部容量是0
2. 每次删除操作都要等待插入操作
3. 每次插入操作都要等待删除操作
4. 一个元素，一旦有了插入线程和移除线程，那么很快由插入线程移交给移除线程，这个容器相当于通道，本身不存储元素
5. 在多任务队列，是最快的处理任务方式。

一篇关于 SynchronousQueue 的文章

PriorityBlockingQueue

特点：

1. 无边界设计，但容量实际是依靠系统资源影响
2. 添加元素，如果超过1，则进入优先级排序