Java队列详解之阻塞和非阻塞分析

java中所有对列都是java.util.Queue的一个实现。以下是关于Queue的三组方法：

	抛出异常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
检查	element()	peek()

Java提供的线程安全的Queue可以分为阻塞队列和非阻塞队列，其中阻塞队列的典型例子是BlockingQueue，非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue，在实际应用中要根据实际需要选用阻塞队列或者非阻塞队列。BlockingQueue接口的具体实现包括：

• ArrayBlockingQueue，其构造函数必须带一个int参数来指明其大小

• LinkedBlockingQueue，若其构造函数带一个规定大小的参数，生成的BlockingQueue有大小限制，若不带大小参数，所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定

• PriorityBlockingQueue，其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序

首先来看看BlockingQueue：

BlockingQueue，顾名思义，“阻塞队列”：可以提供阻塞功能的队列。
首先，看看BlockingQueue提供的常用方法：

	可能报异常	返回布尔值	可能阻塞	设定等待时间
入队	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e, timeout, unit)
出队	remove()	poll()	take()	poll(timeout, unit)
查看	element()	peek()	无	无

从上表可以很明显看出每个方法的作用，这个不用多说。我想说的是：

• add(e) remove() element() 方法不会阻塞线程。当不满足约束条件时，会抛出IllegalStateException 异常。例如：当队列被元素填满后，再调用add(e)，则会抛出异常。  

• offer(e) poll() peek() 方法即不会阻塞线程，也不会抛出异常。例如：当队列被元素填满后，再调用offer(e)，则不会插入元素，函数返回false。  

• 要想要实现阻塞功能，需要调用put(e) take() 方法。当不满足约束条件时，会阻塞线程。

下面再来说说ConcurrentLinkedQueue，它是一个无锁的并发线程安全的队列。对比锁机制的实现，使用无锁机制的难点在于要充分考虑线程间的协调。简单的说就是多个线程对内部数据结构进行访问时，如果其中一个线程执行的中途因为一些原因出现故障，其他的线程能够检测并帮助完成剩下的操作。这就需要把对数据结构的操作过程精细的划分成多个状态或阶段，考虑每个阶段或状态多线程访问会出现的情况。
需要说一下的是，ConcurrentLinkedQueue的size()是要遍历一遍集合的，所以尽量要避免用size而改用isEmpty()，以免性能过慢。

阻塞版本的最主要问题就是进行线程阻塞和唤醒带来的性能问题，属于一种悲观策略。非阻塞版本是一种基于冲突检测的乐观策略。