java多线程-BlockingQueue(阻塞队列)

阻塞队列与普通队列的区别在于，当队列是空的时，从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞。试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样，试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞，直到其他的线程使队列重新变得空闲起来，如从队列中移除一个或者多个元素，或者完全清空队列。

下图展示了如何通过阻塞队列来合作：

线程1往阻塞队列中添加元素，而线程2从阻塞队列中移除元素

BlockingQueue 方法以四种形式出现，对于不能立即满足但可能在将来某一时刻可以满足的操作，这四种形式的处理方式不同：

• 第一种是抛出一个异常。
• 第二种是返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。
• 第三种是在操作可以成功前，无限期地阻塞当前线程。
• 第四种是在放弃前只在给定的最大时间限制内阻塞。

下表中总结了这些方法：

含有方法解释：

• boolean add(E e)
  将指定元素插入此队列中，成功时返回 true，如果当前队列已满没有可用的空间，无法插入，则抛出 IllegalStateException。

• boolean offer(E e)
  将指定元素插入此队列中，成功时返回 true，如果当前队列已满没有可用的空间，无法插入，则返回 false。

• void put(E e)
  将指定元素插入此队列中，将等待可用的空间,进入阻塞状态。

• boolean remove(Object o)
  从此队列中移除指定元素的单个实例。

• E peek()
  获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回 null。

• E element()
  获取但是不移除此队列的头。此方法与 peek 唯一的不同在于：此队列为空时将抛出一个异常。

• E poll()
  获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。

• E take()
  获取并移除此队列的头部，在元素变得可用之前一直等待（如果有必要）。

示例:

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

/** * 测试双缓冲队列 FIFO(先进先出) */
public class CopyOfTestBlockingQueue {
    private int queueSize = 10;
    private ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(queueSize);

    public static void main(String[] args) {
        CopyOfTestBlockingQueue test = new CopyOfTestBlockingQueue();
        Producer producer = test.new Producer();
        Consumer consumer = test.new Consumer();
        producer.start();
        consumer.start();
    }

    class Consumer extends Thread {

        @Override
        public void run() {
            consume();
        }

        private void consume() {
            while (true) {
                try {
                    String s = queue.take();    //获取并移除此队列的头部，在元素变得可用之前一直等待
                    System.out.println("从队列中取出："+s+"，队列剩余" + queue.size() + "个元素");
                    Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    class Producer extends Thread {
        int i = 0;
        @Override
        public void run() {
            produce();
        }

        private void produce() {
            while (true) {
                try {
                    queue.put("元素"+(++i));  //将指定的元素插入此队列的尾部，如果该队列已满，则等待可用的空间。
                    System.out.println("向队列中插入：元素"+i+"，队列剩余空间：" + (queueSize - queue.size()));
                    Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

结果：

从队列中取出：元素1，队列剩余0个元素
向队列中插入：元素1，队列剩余空间：10
向队列中插入：元素2，队列剩余空间：9
从队列中取出：元素2，队列剩余0个元素
向队列中插入：元素3，队列剩余空间：9
从队列中取出：元素3，队列剩余0个元素
从队列中取出：元素4，队列剩余0个元素
向队列中插入：元素4，队列剩余空间：10
向队列中插入：元素5，队列剩余空间：9
向队列中插入：元素6，队列剩余空间：8
从队列中取出：元素5，队列剩余1个元素
从队列中取出：元素6，队列剩余0个元素
向队列中插入：元素7，队列剩余空间：9
向队列中插入：元素8，队列剩余空间：8
向队列中插入：元素9，队列剩余空间：7
向队列中插入：元素10，队列剩余空间：6
从队列中取出：元素7，队列剩余3个元素
从队列中取出：元素8，队列剩余2个元素
向队列中插入：元素11，队列剩余空间：7