深入理解java：2.3.5. 并发编程concurrent包 之容器BlockingQueue（阻塞队列）
1. 什么是阻塞队列？
阻塞队列（BlockingQueue）是一个支持两个附加操作的队列。
这两个附加的操作是：在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。
当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。
阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。
阻塞队列就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器里拿元素。
阻塞队列提供了四种处理方法:
add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。
| 方法\处理方式 | 抛出异常 | 返回特殊值 | 一直阻塞 | 超时退出 |
|---|---|---|---|---|
| 插入方法 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e,time,unit) |
| 移除方法 | remove() | poll() | take() | poll(time,unit) |
| 检查方法 | element() | peek() | 不可用 | 不可用 |
2. Java里的阻塞队列
JDK7提供了7个阻塞队列。分别是
- ArrayBlockingQueue ：一个由数组结构组成的有界阻塞队列，其构造函数必须带一个int参数来指明其大小。
- LinkedBlockingQueue ：若其构造函数带一个规定大小的参数，生成的BlockingQueue有大小限制。若不带大小参数，所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定。
- PriorityBlockingQueue ：一个支持优先级排序的无界阻塞队列，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的Comparator决定的顺序。
- DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
- SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列，本身不存在容量。
- LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列，当前存在一个正在等待获取的消费者线程，即立刻移交之；否则，会插入当前元素e到队列尾部，并且等待进入阻塞状态，到有消费者线程取走该元素。。
- LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
上点源码 就更明白了。以ArrayBlockingQueue类为例：
if (e == null) throw new NullPointerException();
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count == items.length)//队列已满，返回false
return false;
else {
insert(e);
return true;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
public E poll() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count == 0)//队列为空，返回false
return false;
Else{
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
await方法指：造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
signal方法指：唤醒一个等待线程。
private final Condition notFull;
private final Condition notEmpty;
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
//省略其他代码
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
}
if (e == null) throw new NullPointerException();
final E[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
try {
while (count == items.length)//如果队列已满，等待notFull这个条件，这时当前线程被阻塞
notFull.await();
} catch (InterruptedException ie) {
notFull.signal(); //唤醒受notFull阻塞的当前线程
throw ie;
}
insert(e);//insert方法里notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
try {
while (count == 0)//如果队列为空，等待notEmpty这个条件，这时当前线程被阻塞
notEmpty.await();
} catch (InterruptedException ie) {
notEmpty.signal();//唤醒受notEmpty阻塞的当前线程
throw ie;
}
return extract();//extract方法里notFull.signal();} finally {
lock.unlock();
}
}
