BlockingQueue,是java.util.concurrent 包提供的用于解决并发生产者 - 消费者问题的最有用的类,它的特性是在任意时刻只有一个线程可以进行take或者put操作,并且BlockingQueue提供了超时return null的机制,在许多生产场景里都可以看到这个工具的身影。
队列基于数组实现,容量大小在创建ArrayBlockingQueue对象时已定义好
数据结构如下图:
队列创建:
BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>();
应用场景
在线程池中有比较多的应用,生产者消费者场景
工作原理
基于ReentrantLock保证线程安全,根据Condition实现队列满时的阻塞
是一个基于链表的无界队列(理论上有界)
BlockingQueue<String> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
上面这段代码中,blockingQueue 的容量将设置为 Integer.MAX_VALUE 。
向无限队列添加元素的所有操作都将永远不会阻塞,[注意这里不是说不会加锁保证线程安全],因此它可以增长到非常大的容量。
使用无限 BlockingQueue 设计生产者 - 消费者模型时最重要的是 消费者应该能够像生产者向队列添加消息一样快地消费消息 。否则,内存可能会填满,然后就会得到一个 OutOfMemory 异常。
由优先级堆支持的、基于时间的调度队列,内部基于无界队列PriorityQueue实现,而无界队列基于数组的扩容实现。
队列创建:
BlockingQueue<String> blockingQueue = new DelayQueue();
要求
入队的对象必须要实现Delayed接口,而Delayed集成自Comparable接口
应用场景
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工作原理:
队列内部会根据时间优先级进行排序。延迟类线程池周期执行。
BlockingQueue 接口的所有方法可以分为两大类:负责向队列添加元素的方法和检索这些元素的方法。在队列满/空的情况下,来自这两个组的每个方法的行为都不同。
方法 | 说明 |
---|---|
add() | 如果插入成功则返回 true,否则抛出 IllegalStateException 异常 |
put() | 将指定的元素插入队列,如果队列满了,那么会阻塞直到有空间插入 |
offer() | 如果插入成功则返回 true,否则返回 false |
offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) | 尝试将元素插入队列,如果队列已满,那么会阻塞直到有空间插入 |
方法 | 说明 |
---|---|
take() | 获取队列的头部元素并将其删除,如果队列为空,则阻塞并等待元素变为可用 |
poll(long timeout, TimeUnit unit) | 检索并删除队列的头部,如有必要,等待指定的等待时间以使元素可用,如果超时,则返回 null |
在构建生产者 - 消费者程序时,这些方法是 BlockingQueue 接口中最重要的构建块。