java.util.concurrent详解(四) BlockingQueue

7.BlockingQueue
    “支持两个附加操作的 Queue，这两个操作是：获取元素时等待队列变为非空，以及存储元素时等待空间变得可用。“

    这里我们主要讨论BlockingQueue的最典型实现：LinkedBlockingQueue 和ArrayBlockingQueue。两者的不同是底层的数据结构不够，一个是链表，另外一个是数组。
   
    后面将要单独解释其他类型的BlockingQueue和SynchronousQueue

    BlockingQueue的经典用途是 生产者-消费者模式

    代码如下：

 import  java.util.Random;
 import  java.util.concurrent.BlockingQueue;
 import  java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

 public   class  TestBlockingQueue {

      public   static   void  main(String[] args) {
          final  BlockingQueue<Integer> queue= new  LinkedBlockingQueue<Integer>( 3 );
          final  Random random= new  Random();

          class  Producer  implements  Runnable{
              @Override
              public   void  run() {
                  while ( true ){
                      try  {
                          int  i=random.nextInt( 100 );
                         queue.put(i); //当队列达到容量时候，会自动阻塞的
                          if (queue.size()== 3 )
                         {
                             System.out.println( "full" );
                         }
                     }  catch  (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                 }
             }
         }

          class  Consumer  implements  Runnable{
              @Override
              public   void  run() {
                  while ( true ){
                      try  {
                         queue.take(); //当队列为空时，也会自动阻塞
                         Thread.sleep( 1000 );
                     }  catch  (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                 }
             }
         }

          new  Thread( new  Producer()).start();
          new  Thread( new  Consumer()).start();
     }

 }

    总结：BlockingQueue使用时候特别注意take 和 put

8. DelayQueue

我们先来学习一下JDK1.5 API中关于这个类的详细介绍：
    “它是包含Delayed 元素的一个无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。该队列的头部 是延迟期满后保存时间最长的 Delayed 元素。如果延迟都还没有期满，则队列没有头部，并且 poll 将返回 null。当一个元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于等于 0 的值时，将发生到期。即使无法使用 take 或 poll 移除未到期的元素，也不会将这些元素作为正常元素对待。例如，size 方法同时返回到期和未到期元素的计数。此队列不允许使用 null 元素。”

    在现实生活中，很多DelayQueue的例子。就拿上海的SB会来说明，很多国家地区的开馆时间不同。你很早就来到园区，然后急急忙忙地跑到一些心仪的馆区，发现有些还没开，你吃了闭门羹。

    仔细研究DelayQueue，你会发现它其实就是一个PriorityQueue的封装（按照delay时间排序），里面的元素都实现了Delayed接口，相关操作需要判断延时时间是否到了。

    在实际应用中，有人拿它来管理跟实际相关的缓存、session等

   下面我就通过 “上海SB会的例子来阐述DelayQueue的用法”

代码如下：

 import  java.util.Random;
 import  java.util.concurrent.DelayQueue;
 import  java.util.concurrent.Delayed;
 import  java.util.concurrent.TimeUnit;

 public   class  TestDelayQueue {

      private   class  Stadium  implements  Delayed
     {
          long  trigger;

          public  Stadium( long  i){
             trigger=System.currentTimeMillis()+i;
         }

          @Override
          public   long  getDelay(TimeUnit arg0) {
              long  n=trigger-System.currentTimeMillis();
              return  n;
         }

          @Override
          public   int  compareTo(Delayed arg0) {
              return  ( int )( this .getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)-arg0.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
         }

          public   long  getTriggerTime(){
              return  trigger;
         }

     }
      public   static   void  main(String[] args) throws  Exception {
         Random random= new  Random();
         DelayQueue<Stadium> queue= new  DelayQueue<Stadium>();
         TestDelayQueue t= new  TestDelayQueue();

          for ( int  i= 0 ;i< 5 ;i++){
             queue.add(t. new  Stadium(random.nextInt( 30000 )));
         }
         Thread.sleep( 2000 );

          while ( true ){
             Stadium s=queue.take(); //延时时间未到就一直等待
              if (s!= null ){
                 System.out.println(System.currentTimeMillis()-s.getTriggerTime()); //基本上是等于0
             }
              if (queue.size()== 0 )
                  break ;
         }
     }
 }

    总结：适用于需要延时操作的队列管理 9. SynchronousQueue     我们先来学习一下JDK1.5 API中关于这个类的详细介绍：     “一种阻塞队列，其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作 ，反之亦然。同步队列没有任何内部容量，甚至连一个队列的容量都没有。不能在同步队列上进行 peek，因为仅在试图要移除元素时，该元素才存在；除非另一个线程试图移除某个元素，否则也不能（使用任何方法）插入元素；也不能迭代队列，因为其中没 有元素可用于迭代。队列的头 是尝试添加到队列中的首个已排队插入线程的元素；如果没有这样的已排队线程，则没有可用于移除的元素并且 poll() 将会返回 null。对于其他 Collection 方法（例如 contains），SynchronousQueue 作为一个空 collection。此队列不允许 null 元素。     同步队列类似于 CSP 和 Ada 中使用的 rendezvous 信道。它非常适合于传递性设计，在这种设计中，在一个线程中运行的对象要将某些信息、事件或任务传递给在另一个线程中运行的对象，它就必须与该对象同步。 “    看起来很有意思吧。队列竟然是没有内部容量的。这个队列其实是BlockingQueue的一种实现。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作，反 之亦然。它给我们提供了在线程之间交换单一元素的极轻量级方法   应用举例：我们要在多个线程中传递一个变量。    代码如下（其实就是生产者消费者模式）

 import  java.util.Arrays;
 import  java.util.List;
 import  java.util.concurrent.BlockingQueue;
 import  java.util.concurrent.SynchronousQueue;

 public   class  TestSynchronousQueue {

      class  Producer  implements  Runnable {
          private  BlockingQueue<String> queue;
         List<String> objects = Arrays.asList( "one" ,  "two" ,  "three" );

          public  Producer(BlockingQueue<String> q) {
              this .queue = q;
         }

          @Override
          public   void  run() {
              try  {
                  for  (String s : objects) {
                     queue.put(s); // 产生数据放入队列中
                     System.out.printf( "put:%s%n" ,s);
                 }
                 queue.put( "Done" ); // 已完成的标志
             }  catch  (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }

      class  Consumer  implements  Runnable {
          private  BlockingQueue<String> queue;

          public  Consumer(BlockingQueue<String> q) {
              this .queue = q;
         }

          @Override
          public   void  run() {
             String obj =  null ;
              try  {
                  while  (!((obj = queue.take()).equals( "Done" ))) {
                     System.out.println(obj); //从队列中读取对象
                     Thread.sleep( 3000 );      //故意sleep，证明Producer是put不进去的
                 }
             }  catch  (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }

      public   static   void  main(String[] args) {
         BlockingQueue<String> q= new  SynchronousQueue<String>();
         TestSynchronousQueue t= new  TestSynchronousQueue();
          new  Thread(t. new  Producer(q)).start();
          new  Thread(t. new  Consumer(q)).start();
     }

 }

        总结：SynchronousQueue主要用于单个元素在多线程之间的传递