多线程学习(八)——线程通信之阻塞队列(BlockingQueue)控制线程通信(生产者、消费者问题)

        java5提供了一个BlockingQueue接口,虽然它也是Queue的子接口,但是它的主要用途不是作为容器,而是作为线程同步工具。BlockingQueue有一个特征:当生产者线程试图向BlockingQueue种放入元素的时候,如果该队列已满,则该线程被阻塞;当消费者线程试图从BlockingQueue种取元素的时候,如果该队列已空,则该线程被阻塞。

        程序的两个线程通过交替向BlockingQueue种放入元素、取出元素,即可以很好地控制线程的通信。BlockingQueue提供了两个方法来支持阻塞线程:

1、put(E e):尝试把E元素放入BlockingQueue中,如果该队列的元素已满,则阻塞该线程。

2、take():尝试从BlockingQueue的头部取出元素,如果该队列已空,则阻塞该线程。

BlockingQueue继承了Queue接口,也可以使用Queue接口中的方法,这些方法归纳起来如下:

BlockingQueue包含的方法之间的对应关系
  抛出异常 不同返回值 阻塞线程 指定超时时长
队尾插入元素 add(e) offer(e) put(e) offer(e,time,unit)
队头删除元素 remove() poll() take() poll(time,unit)
获取、不删除元素 element() peek()

BlockingQueue包含下面五个实现类:

1、ArrayBlockingQueue:基于数组实现的BlockingQueue

2、LinkedBlockingQueue:基于链表实现的BlockingQueue

3、PriorityBlockingQueue:并不是标准的阻塞队列,该队列调用remove()、poll()、take()等方法取出的元素,不是取出队列中存在时间最长的元素,而是队列中最小的元素

4、SynchronousBlockingQueue:同步队列。对该队列的存、取操作必须交替进行

5、DelayQueue:是一个特殊的BlockingQueue,底层基于 PriorityBlockingQueue 实现。不过DelayQueue要求集合元素都实现Delay接口(该接口中只有一个long getDelay()方法),DelayQueue根据集合元素的getDelay()方法的返回值进行排序。

利用BlockingQueue的特性,我们实现一段生产者,消费者的功能,代码如下面:

生产者类:

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Producer extends Thread{
	private BlockingQueue bq;
	public Producer(BlockingQueue bq) {
		this.bq = bq;
	}
	public void run() {
		String[] strArr = new String[]{"java","hbase","spring"};
		for(int i=0;i

消费者类:

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Consumer extends Thread{
	private BlockingQueue bq;
	public Consumer(BlockingQueue bq) {
		this.bq = bq;
	}
	public void run() {
		while(true) {
			System.out.println(getName()+"消费者准备消费集合元素!");
			try {
				Thread.sleep(200);
				//尝试取出元素,如果队列已空,则线程被阻
				bq.take();
			}catch(InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(getName()+"消费完成:"+bq);
		}
	}

}

测试生产者消费者的测试类:

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class BlockingQueueTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个容量为1的BlockingQueue
		BlockingQueue bq = new ArrayBlockingQueue(1);
		//启动三个生产者线程
		new Producer(bq).start();
		new Producer(bq).start();
		new Producer(bq).start();
		//启动一个消费者线程
		new Consumer(bq).start();
	}

}

从上面程序可以看到,启动了3个生产者线程向BlockingQueue集合放入元素,启动了一个消费者线程从BlockingQueue集合取出元素。这段代码中BlockingQueue的容量为1,所以三个生产者线程不能连续放入元素,需要等消费者线程取出一个元素后,3个生产者线程的其中之一才能放入一个元素。运行结果如下:

多线程学习(八)——线程通信之阻塞队列(BlockingQueue)控制线程通信(生产者、消费者问题)_第1张图片

(参考《疯狂Java讲义第3版》)

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