07_阻塞队列(BlockingQueue)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了07_阻塞队列(BlockingQueue)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

1. 什么是BlockingQueue

2. 认识BlockingQueue

3. 代码演示


栈与队列概念

栈(Stack):先进后出,后进先出

队列:先进先出

1. 什么是BlockingQueue

在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程又会自动被唤起。

BlockingQueue即阻塞队列,是java.util.concurrent下的一个接口,因此不难理解,BlockingQueue是为了解决多线程中数据高效安全传输而提出的。从阻塞这个词可以看出,在某些情况下对阻塞队列的访问可能会造成阻塞。被阻塞的情况主要有如下两种:

  1. 当队列满了的时候进行入队列操作

  2. 当队列空了的时候进行出队列操作

因此,当一个线程试图对一个已经满了的队列进行入队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程做了出队列操作;同样,当一个线程试图对一个空队列进行出队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程进行了入队列操作。

阻塞队列主要用在生产者/消费者的场景,下面这幅图展示了一个线程生产、一个线程消费的场景:

07_阻塞队列(BlockingQueue)

为什么需要BlockingQueue?

好处是我们不需要关心什么时候需要阻塞线程,什么时候需要唤醒线程,因为这一切BlockingQueue都给你一手包办了。在concurrent包发布以前,在多线程环境下,我们每个程序员都必须去自己控制这些细节,尤其还要兼顾效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂度。

2. 认识BlockingQueue

java.util.concurrent 包里的 BlockingQueue是一个接口,继承Queue接口,Queue接口继承 Collection。

07_阻塞队列(BlockingQueue)

BlockingQueue接口主要有以下7个实现类:

  1. ArrayBlockingQueue:由数组结构组成的有界阻塞队列。

  2. LinkedBlockingQueue:由链表结构组成的有界(但大小默认值为integer.MAX_VALUE)阻塞队列。

  3. PriorityBlockingQueue:支持优先级排序的无界阻塞队列。

  4. DelayQueue:使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列。

  5. SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列,也即单个元素的队列。

  6. LinkedTransferQueue:由链表组成的无界阻塞队列。

  7. LinkedBlockingDeque:由链表组成的双向阻塞队列。

BlockingQueue接口有以下几个方法:它的方法可以分成以下4类:

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

① 抛出异常

add正常执行返回true,element(不删除)和remove返回阻塞队列中的第一个元素​ 当阻塞队列满时,再往队列里add插入元素会抛IllegalStateException:Queue full​ 当阻塞队列空时,再往队列里remove移除元素会抛NoSuchElementException​ 当阻塞队列空时,再调用element检查元素会抛出NoSuchElementException。

② 特定值

插入方法,成功ture失败false 移除方法,成功返回出队列的元素,队列里没有就返回null 检查方法,成功返回队列中的元素,没有返回null。

③ 一直阻塞

如果试图的操作无法立即执行,该方法调用将会发生阻塞,直到能够执行。​ 当阻塞队列满时,再往队列里put元素,队列会一直阻塞生产者线程直到put数据or响应中断退出​ 当阻塞队列空时,再从队列里take元素,队列会一直阻塞消费者线程直到队列可用。

④ 超时退出

如果试图的操作无法立即执行,该方法调用将会发生阻塞,直到能够执行,但等待时间不会超过给定值。​ 返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是 true / false)。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-427338.html

3. 代码演示

public class BlockingQueueDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // 第一组方法:add remove element
//        System.out.println(queue.add("a"));
//        System.out.println(queue.add("b"));
//        System.out.println(queue.add("c"));
//        // System.out.println(queue.add("d"));
//        // System.out.println(queue.element());
//        System.out.println(queue.remove());
//        System.out.println(queue.remove());
//        System.out.println(queue.remove());
//        //System.out.println(queue.remove());
//        //System.out.println(queue.element());
        // 第二组:offer poll peek
//        System.out.println(queue.offer("a"));
//        System.out.println(queue.offer("b"));
//        System.out.println(queue.offer("c"));
//        System.out.println(queue.offer("d"));
//        System.out.println(queue.peek());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.poll());
//        System.out.println(queue.peek());
        // 第三组:put take
//        queue.put("a");
//        queue.put("b");
//        queue.put("c");
//        System.out.println(queue.take());
//        queue.put("d");
//        System.out.println(queue.take());
//        System.out.println(queue.take());
//        System.out.println(queue.take());
        // 第四组:offer poll
        System.out.println(queue.offer("a"));
        System.out.println(queue.offer("b"));
        System.out.println(queue.offer("c"));
        System.out.println(queue.offer("d", 5, TimeUnit.SECONDS));
    }
}

到了这里,关于07_阻塞队列(BlockingQueue)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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