一、什么是阻塞队列

1.1 简介

阻塞队列（BlockingQueue）是用于进程间通信或同一进程内的线程间通信的组件。它的工作原理是当队列是空的时，线程试图从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，线程往队列里添加元素的操作会被阻塞。阻塞队列最常用于生产消费模式中，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。

1.2 常用操作方法

最近在看方腾飞的《Java并发编程艺术》书籍，书中作者对阻塞队列常用的四种处理方法归纳的非常清晰。四种处理方法如下:

处理方式	抛出异常	返回特殊值	一直阻塞	超时退出
插入方法	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除方法	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
检查方法	element()	peek()	不可用	不可用

抛出异常：是指当阻塞队列满时候，再往队列里插入元素，会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。当队列为空时，从队列里获取元素时会抛出NoSuchElementException异常。
返回特殊值：插入方法会返回是否成功，成功则返回true。移除方法，则是从队列里拿出一个元素，如果没有则返回null
一直阻塞：当阻塞队列满时，如果生产者线程往队列里put元素，队列会一直阻塞生产者线程，直到拿到数据，或者响应中断退出。当队列空时，消费者线程试图从队列里take元素，队列也会阻塞消费者线程，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段时间，如果超过一定的时间，生产者线程就会退出。

1.3 Java里的阻塞队列

JDK7提供了7个阻塞队列。分别是

ArrayBlockingQueue ：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedBlockingQueue ：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue ：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。
LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

1.4 为什么用队列？

image

如上图它是一种线性列表，以FIFO(先进先出)的顺序访问。由于队列是线性列表，在查找元素时需要一个一个遍历，效率非常低，所以不适合做查询操作，那么它的优点在哪？优点在于他们每一个节点是串联的，在移动或删除元素时，只需要修改节点指向的元素，而在数组中当你删除其中一个元素时，需要把该元素后边所有元素位置重新排列，这就使得队列在插入和删除上效率要比数组中高，详细如下图所示。那么在游戏服务器开发中它的主要应用场景有哪一些？比如：频道聊天，AOI、邮件群发等等。

image

频道聊天

玩家A在频道发送消息－－－－－> 服务器－－－－－－－>该频道玩家看到了这个玩家A发的消息

AOI

玩家A在场景B对NPC使用技能－－－－－> 服务器－－－－－－－>该场景B附近的玩家能看到玩家A在使用技能

使用消息队列的十大理由：http://www.oschina.net/translate/top-10-uses-for-message-queue?cmp

1.5 代码示例(频道聊天)

package com.game.lll.queue;  
  
import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  
  
  
public class LinkedBlockingQueueTest{  
  
    public static final int WORLD = 0;//世界频道      
    public static final int AREA = 1;//区域频道  
    public static final int SYSTEM = 2;//系统消息  
  
    public static final String[] NAME = {"世界","区域","系统"};  
  
    protected BlockingQueue messages = new LinkedBlockingQueue();  
  
    private Producer producer1 = new Producer("小毛驴");  
    private Producer producer2 = new Producer("小兔子");  
    private Producer producer3 = new Producer("小猫咪");  
    private Consumer consumer = new Consumer();  
      
    public static void main(String[] args) {  
        LinkedBlockingQueueTest queueTest = new LinkedBlockingQueueTest();  
        queueTest.consumer.start();;  
          
        for(int i=0;i<10;i++){    
            new Thread(){    
                public void run() {    
                    queueTest.producer1.addChatMessage("大家好！", WORLD);  
                    queueTest.producer2.addChatMessage("大家好！", AREA);  
                    queueTest.producer3.addChatMessage("大家好！", SYSTEM);  
                };    
            }.start();    
        }    
  
        while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完    
            Thread.yield();    
    }  
  
  
    public class Producer  
    {  
        protected String name;  
        public Producer(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
        public void addChatMessage(String message,int channel) {  
            messages.add(new ChatMessage(name, message, channel));  
        }  
    }  
  
    public class Consumer extends Thread{  
  
        @Override  
        public void run() {  
            while (true) {  
                try {  
                    ChatMessage message = messages.take();  
                    switch (message.channel) {  
                    case WORLD:  
                        //  
                        break;  
                    case AREA:  
                        //  
                        break;  
                    case SYSTEM:  
                        //  
                        break;  
  
                    default:  
                        break;  
                    }  
                    System.out.println("【"+NAME[message.channel]+"】"+message.name+":"+message.message);  
                } catch (Exception e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
  
        }  
  
    }  
  
  
    public class ChatMessage  
    {  
        protected String name;  
        protected String message;  
        protected int channel;  
  
        public ChatMessage(String name,String message,int channel)  
        {  
            this.name = name;  
            this.message = message;  
            this.channel = channel;  
        }  
    }  
  
}

控制台：

【世界】小毛驴:大家好！
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【区域】小兔子:大家好！
【系统】小猫咪:大家好！
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作者：小毛驴，一个Java游戏服务器开发者　原文地址：https://liulongling.github.io/

并发编程(四)：阻塞队列