阻塞队列

一、阻塞队列

1、什么是阻塞队列

阻塞队列_第1张图片
阻塞队列,它是一个队列,满足FIFO

  • 当阻塞队列为空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞
  • 当阻塞队列是满的时候,往队列添加元素的操作将会被阻塞

2、阻塞队列有哪些

阻塞队列_第2张图片
阻塞队列有七种,但是常用的只有三种,使用LinkedBlockingQueue需要注意的是创建的时候要设置大小,否则默认是Integer.MAX_VALUE

3、为什么要使用阻塞队列

在多线程的领域,所谓阻塞就是在某些情况下会挂起的线程,一旦条件满足,被挂起的线程又会被重新唤醒。

在过去,多线程环境下,需要程序员自己编码控制这些细节。但现在有了阻塞队列之后,阻塞线程,唤醒线程全都交给BlockQueue去完成,不用我们去担心了

二、阻塞队列的核心方法

方法类型 抛出异常 特殊值 阻塞 超时
插入 add(e) offer(e) put(e) offer(e,time,unit)
移除 remove() poll() take() poll(time, unit)
检查 element() peek() 不可用 不可用
  • 抛出异常
    1、当阻塞队列满时,再往队列里插入元素会抛出IllegalStateException:Queue full
    2、当阻塞队列为空时,再从队列里移除元素会抛出NoSuchElementException

  • 特殊值
    1、插入方法,成功返回true,失败返回false(一般来说队列满了再插入就会返回false)
    2、移除方法,成功则返回队列的元素,队列里面没有就返回null

  • 阻塞
    1、当阻塞队列满时,生产者线程继续往队列里put元素,队列会一直阻塞生产者线程直到put数据成功或者响应中断
    2、当阻塞队列为空时,消费者线程还尝试从队列里take元素,队列会一直阻塞消费者线程,直到队列可用

  • 超时
    1、当阻塞队列满时,生产者线程继续往队列里put元素,队列会阻塞生产者线程一段时间,超过时间限制后,生产者线程退出
    2、当阻塞队列空时,消费者线程还尝试从队列里take元素,队列会阻塞消费者线程一段时间,超过时间限制后,消费者线程退出

以ArrayBolckQueue来验证上述四组API的调用

1、抛出异常

/**
 * 测试阻塞队列四组API
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test1();
    }

    public static void test1(){
        /**
         * 抛出异常
         */
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);

        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        System.out.println(blockingQueue.add("d"));

        blockingQueue.remove();
        blockingQueue.remove();
        blockingQueue.remove();
        blockingQueue.remove();
    }   
}

阻塞队列_第3张图片

2、特殊值

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test2();
    }

   
    public static void test2(){
        /**
         * 不抛异常
         */
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());

    }
}

阻塞队列_第4张图片

3、阻塞

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test3();
    }

    public static void test3() throws InterruptedException {
        /**
         * 一直阻塞
         */
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        blockingQueue.put("d");


        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());

    }
}

阻塞队列_第5张图片

4、超时

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test4();
    }

    public static void test4() throws InterruptedException {
        /**
         * 超时等待
         */
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a",2, TimeUnit.SECONDS));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d",2,TimeUnit.SECONDS));

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
    }
}

阻塞队列_第6张图片

三、 synchronousQueue

这个队列比较特殊,所以单独把它拿出来讲解
SynchronousQueue没有容量,每一个put操作必须要等待一个take操作,否则不能继续添加元素,反之亦然

public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //同步队列
        BlockingQueue<String> blockingQueue=new SynchronousQueue<>();

        new Thread(()->{

            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"put 1");
                blockingQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"put 2");
                blockingQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"put 3");
                blockingQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();

        new Thread(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T2").start();
    }
}

阻塞队列_第7张图片

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