Java中的阻塞队列 - 版本历史

Eijux：/* 阻塞队列 */

2022-11-30T03:14:37Z

阻塞队列

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	=== 阻塞队列 ===		=== 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。~~		阻塞队列与普通队列的区别在于，<span style="color: blue">'''当队列是空的时，从队列中获取元素的操作将会被阻塞'''</span>，或者<span style="color: blue">'''当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞'''</span>。

	使用阻塞队列的'''优点'''：在面对类似消费者-生产者的模型时，'''对当前线程产生阻塞，不必额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略'''，这样提供了极大的方便性。		使用阻塞队列的'''优点'''：在面对类似消费者-生产者的模型时，'''对当前线程产生阻塞，不必额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略'''，这样提供了极大的方便性。

Eijux：/* 阻塞队列 */

2022-11-30T02:47:35Z

阻塞队列

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	=== 阻塞队列 ===		=== 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。		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。

	~~使用阻塞队列的优点：<br/>~~		使用阻塞队列的'''优点'''：在面对类似消费者-生产者的模型时，'''对当前线程产生阻塞，不必额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略'''，这样提供了极大的方便性。
	~~在面对类似消费者-生产者的模型时，对当前线程产生阻塞，不必额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这样提供了极大的方便性。<br/>~~
	比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。~~<br/>~~		: 比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。

	=== 几种主要的阻塞队列 ===		=== 几种主要的阻塞队列 ===

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			== 关于阻塞队列 ==
			=== Queue ===
			Queue 接口与List、Set同一级别，都是继承了Collection接口。Queue的使用主要由两方面：
			# 非阻塞队列：PriorityQueue、LinkedList（LinkedList是双向链表，它实现了Dequeue接口）；
			# 阻塞队列

			=== 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。

			使用阻塞队列的优点：<br/>
			在面对类似消费者-生产者的模型时，对当前线程产生阻塞，不必额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这样提供了极大的方便性。<br/>
			比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。<br/>

			=== 几种主要的阻塞队列 ===
			Java 1.5之后，在'''java.util.concurrent'''包下提供了若干个阻塞队列，主要有以下几个：
			# '''ArrayBlockingQueue'''：基于'''数组实现'''的一个阻塞队列，在创建对象时必须制定容量大小。
			#: 并且可以指定公平性与非公平性（默认情况下为非公平），即不保证等待时间最长的队列最优先能够访问队列。
			# '''LinkedBlockingQueue'''：基于'''链表实现'''的一个阻塞队列，创建对象时如果不指定容量大小，则默认大小为“Integer.MAX_VALUE”。
			# '''PriorityBlockingQueue'''：按照元素的'''优先级对元素进行排序'''，按照优先级顺序出队，每次出队的元素都是优先级最高的元素。
			#: 注意，此阻塞队列为无界阻塞队列，即容量没有上限（通过源码就可以知道，它没有容器满的信号标志），前面2种都是有界队列。
			# '''DelayQueue'''：基于PriorityQueue，一种'''延时'''阻塞队列，DelayQueue中的元素只有当其指定的延迟时间到了，才能够从队列中获取到该元素。
			#: DelayQueue也是一个无界队列，因此往队列中插入数据的操作（生产者）永远不会被阻塞，而只有获取数据的操作（消费者）才会被阻塞。

			== 阻塞队列与非阻塞队列 ==
			=== 非阻塞队列的主要方法 ===
			# add(E e) : 将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即队列已满），则会抛出异常；
			# offer(E e) ：将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即队列已满），则返回false；
			# remove() ：移除队首元素，若移除成功，则返回true；如果移除失败（队列为空），则会抛出异常；
			# poll() ：移除并获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null；
			# peek() ：获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null

			=== 阻塞队列的主要方法 ===
			阻塞队列包括了以上非阻塞队列中方法（在阻塞队列中都进行了同步措施），并提供了另外的方法：
			# put(E e) : 用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待；
			# take() : 用来从队首取元素，如果队列为空，则等待；
			# offer(E e,long timeout, TimeUnit unit) : 用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果还没有插入成功，则返回false；否则返回true；
			# poll(long timeout, TimeUnit unit) : 用来从队首取元素，如果队列空，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果取到，则返回null；否则返回取得的元素；

			== 阻塞队列的实现原理 ==
			阻塞队列中，使用'''通知模式'''实现生产者和消费者之间高效率的进行通讯。<br/>
			“所谓通知模式，就是当生产者往满的队列里添加元素时会阻塞住生产者，当消费者消费了一个队列中的元素后，会通知生产者当前队列可用。”


			通过查看JDK源码发现ArrayBlockingQueue使用了Condition来实现：
			<syntaxhighlight lang="java">
			/** Main lock guarding all access */
			final ReentrantLock lock;
			/** Condition for waiting takes */
			private final Condition notEmpty;
			/** Condition for waiting puts */
			private final Condition notFull;

			public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
			if (capacity <= 0)
			throw new IllegalArgumentException();
			this.items = new Object[capacity];
			lock = new ReentrantLock(fair);
			notEmpty = lock.newCondition();
			notFull = lock.newCondition();
			}

			public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
			Collection<? extends E> c) {
			this(capacity, fair);

			final ReentrantLock lock = this.lock;
			lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion
			try {
			int i = 0;
			try {
			for (E e : c) {
			checkNotNull(e);
			items[i++] = e;
			}
			} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
			throw new IllegalArgumentException();
			}
			count = i;
			putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;
			} finally {
			lock.unlock();
			}
			}
			</syntaxhighlight>

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