一.什么是阻塞队列?
阻塞队列是一个在队列基础上又支持了两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持 阻塞和插入和移除方法。
- 支持阻塞的插入方法:队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满。
- 支持阻塞的移除方法:队列空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。
二.阻塞队列的应用场景
阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是向队列里添加元素的线程,消费者是从队列里取元素的线程。简而言之,阻塞队列是生产者用来存放元素、消费者获取元素的容器。
三 插入和移除操作的4中处理方式
方法/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 |
四 JAVA里的阻塞队列
JAVA 7 提供了7个阻塞队列,如下
1 ArrayBlockingQueue
一个由数组结构组成的有界阻塞队列,此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。
但是默认情况下不保证线程公平的访问队列,即如果队列满了,那 么 被 阻塞在外面的线程对队列访问的顺序是不能保证线程公平(即先阻塞,先插入)的。
2 LinkedBlockingQueue
一个由链表结构组成的有界阻塞队列,此列的默认和最大长度为 Integer.Max_value 此队列按照先出先进的原则对元素进行排序
3 PriorityBlockingQueue
一个支持优先级的无界阻塞队列,默认情况元素采取自然 顺序升序排列。也可以自定义类实现CompareTo()方法来指定元素排序规则,或者初始化 PriorityBlockingQueue 时,指定构造参数Comparator 来对元素进行排序。需要注意的是不能保证同优先级元素的顺序。
4 DelayQueue
一个使用优先队列实现的无界阻塞队列,队列使用PriorityQueue来实现。队列中的元素必须实现Delayed接口,在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。
应用场景:
- 缓存系统的设计
- 定时任务调度
5 SynchronousQueue
一个不存储元素的阻塞队列,每一个put必须等待一个take操作,否则不能继续添加元素。并且他支持公平访问队列。
它支持公平访问队列。
默认情况下线程采用非公平性策略访问队列。
非常适合于传递性场景,比如在一个线程中使用的数据,传递给另外一个线程使用,SynchronousQueue的吞吐量高于 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue
6 LinkedTransferQueue
由链表结构组成的无界阻塞列。相对于其他阻塞队列,多了tryTransfer和transfer方法
- transfer方法,如果当前有消费者正在等待接收元素(take或者待时间限制的poll方法),transfer可以把生产者传入的元素立刻传给消费者。如果没有消费者等待接收元素,则将元素放在队列的tail节点,并等到该元素被消费者消费了才返回。
- tryTransfer方法,用来试探生产者传入的元素能否直接传给消费者。,如果没有消费者在等待,则返回false。和上述方法的区别是该方法无论消费者是否接收,方法立即返回。而transfer方法是必须等到消费者消费了才返回。
7 LinkedBlockingDeque
一个由链表结构的双向阻塞队列,优势在于多线程入队时,减少一半的竞争。
双向队列指的是可以从队列的两端插入和移出元素。
在初始化LinkedBlockingDeque时可以初始化队列的容量,用来防止其再扩容时过渡膨胀。另外双向阻塞队列可以运用在“工作窃取”模式中。