Java基础积累：阻塞队列

队列

阻塞队列

阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持如下两个附加操作的队列。

• A、支持阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满
• B、支持阻塞的移除方法：意思是在队列为空时，获取元素的线程会等待，直到队列为空

常用方法

满/空时	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()

常用队列

​ 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。

实现原理

​

​ 使用通知模式实现：就是当生产者往满的队列里添加元素时会发生阻塞，然后当消费者消费了队列中的一个元素后，会通知生产者当前队列可用。

JDK中ArrayBlockingQueue采用的是Condition来实现的：

// 锁
final ReentrantLock lock; 
//空条件
private final Condition notEmpty;  
//满条件 
private final Condition notFull; 

// 构造函数 初始化锁 及 满/空条件
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
     
    if (capacity <= 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    this.items = new Object[capacity];
    lock = new ReentrantLock(fair);
    notEmpty = lock.newCondition();
    notFull =  lock.newCondition();
}

// 添加元素
public void put(E e) throws InterruptedException {
     
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
     
        while (count == items.length)
            // 若满，则当前线程等待,满条件进行等待
            notFull.await(); 
        // 插入元素，并且通知 不是空的 ,空条件进行释放
        insert(e); 
    } finally {
     
        lock.unlock();
    }
}

// 插入元素
private void insert(E x) {
     
    items[putIndex] = x;
    putIndex = inc(putIndex);
    ++count;
    // 通知 当前队列非空，唤醒notEmpty.await()
    notEmpty.signal(); 
}

public E take() throws InterruptedException {
     
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
     
        while (count == 0)
            // 若空，则当前线程等待，空条件进行等待
            notEmpty.await();
        // 获取元素，同时通知 未满，满条件进行释放
        return extract();
    } finally {
     
        lock.unlock();
    }
}

// 获取元素
private E extract() {
     
    final Object[] items = this.items;
    E x = this.<E>cast(items[takeIndex]);
    items[takeIndex] = null;
    takeIndex = inc(takeIndex);
    --count;
    // 通知 当前队列未满，唤醒notFull.await()
    notFull.signal();
    return x;
}

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