Java线程外篇：阻塞队列BlockingQueue

 好久没有写文章了，这段时间事情比较杂，工作也比较杂乱，上周日刚搬完家，从自建房搬到了楼房，提升了一层生活品质，哈哈！不过昨天晚上在公交车上钱包被偷了，前段时间还丢个自行车，不得不感叹，京城扒手真多，还无人处理。言归正传，这一段时间我的工作主要是改进公司的调度器，调度器调度线程池执行任务，生产者生产任务，消费者消费任务，那么这时就需要一个任务队列，生产者向队列里插入任务，消费者从队列里提取任务执行，调度器里是通过BlockingQueue实现的队列，随后小查一下，下面看看BlockingQueue的原理及其方法。

       BlockingQueue最终会有四种状况，抛出异常、返回特殊值、阻塞、超时，下表总结了这些方法：

	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

       BlockingQueue是个接口，有如下实现类：

       1. ArrayBlockQueue：一个由数组支持的有界阻塞队列。此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。创建其对象必须明确大小，像数组一样。

       2. LinkedBlockQueue：一个可改变大小的阻塞队列。此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。创建其对象如果没有明确大小，默认值是Integer.MAX_VALUE。链接队列的吞吐量通常要高于基于数组的队列，但是在大多数并发应用程序中，其可预知的性能要低。 

       3. PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockingQueue，但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所带的Comparator决定的顺序。

       4. SynchronousQueue：同步队列。同步队列没有任何容量，每个插入必须等待另一个线程移除，反之亦然。

       下面使用ArrayBlockQueue来实现之前实现过的生产者消/费者模式，代码如下：

 /** 定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
 public class BigPlate {

     /** 装鸡蛋的盘子，大小为5 */
     private BlockingQueue<Object> eggs = new ArrayBlockingQueue<Object>(5);

     /** 放鸡蛋 */
     public void putEgg(Object egg) {
         try {
             eggs.put(egg);// 向盘子末尾放一个鸡蛋，如果盘子满了，当前线程阻塞
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }

         // 下面输出有时不准确，因为与put操作不是一个原子操作
         System.out.println("放入鸡蛋");
     }

     /** 取鸡蛋 */
     public Object getEgg() {
         Object egg = null;
         try {
             egg = eggs.take();// 从盘子开始取一个鸡蛋，如果盘子空了，当前线程阻塞
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }

         // 下面输出有时不准确，因为与take操作不是一个原子操作
         System.out.println("拿到鸡蛋");
         return egg;
     }

     /** 放鸡蛋线程 */
     static class AddThread extends Thread {
         private BigPlate plate;
         private Object egg = new Object();

         public AddThread(BigPlate plate) {
             this.plate = plate;
         }

         public void run() {
             plate.putEgg(egg);
         }
     }

     /** 取鸡蛋线程 */
     static class GetThread extends Thread {
         private BigPlate plate;

         public GetThread(BigPlate plate) {
             this.plate = plate;
         }

         public void run() {
             plate.getEgg();
         }
     }

     public static void main(String[] args) {
         BigPlate plate = new BigPlate();
         // 先启动10个放鸡蛋线程
         for(int i = 0; i < 10; i++) {
             new Thread(new AddThread(plate)).start();
         }
         // 再启动10个取鸡蛋线程
         for(int i = 0; i < 10; i++) {
             new Thread(new GetThread(plate)).start();
         }
     }
 }

       执行结果：

 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋
 拿到鸡蛋

       从结果看，启动10个放鸡蛋线程和10个取鸡蛋线程，前5个放入鸡蛋的线程成功执行，到第6个，发现盘子满了，阻塞住，这时切换到取鸡蛋线程执行，成功实现了生产者/消费者模式。java.util.concurrent包是个强大的包！