并发队列的基本使用

1、我建议大家先理解并发队列再去理解线程池原理

并发队列，有两个大家务必要会的，并且以这俩为代表的队列都是继承自Queue。

ConcurrentLinkedQueue（非阻塞）

BlockingQueue（阻塞）

（说白了就是等待与非等待）

阻塞式队列与非阻塞式队列的区别：

在于入队和出队时候：阻塞：如果超过了队列的总数，那就要等待如果队列为空的情况下，也会等待

阻塞队列与非阻塞队

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。试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样，试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞，直到其他的线程使队列重新变得空闲起来，如从队列中移除一个或者多个元素，或者完全清空队列.

1.ArrayDeque, （数组双端队列）
2.PriorityQueue, （优先级队列）

非阻塞并发队列：
ConcurrentLinkedQueue, （基于链表的并发非阻塞队列）

阻塞并发队列：

BlockingQueue：
1.DelayQueue, （延期阻塞队列）（阻塞队列实现了BlockingQueue接口）
2.ArrayBlockingQueue, （基于数组的并发阻塞队列）
3.LinkedBlockingQueue, （基于链表的FIFO阻塞队列）
4.LinkedBlockingDeque, （基于链表的FIFO双端阻塞队列）
5.PriorityBlockingQueue, （带优先级的无界阻塞队列）
6.SynchronousQueue （并发同步阻塞队列）

7.LinkedTransferQueue, 由链表结构组成的无界阻塞队列。

小结：

阻塞队列：当消费者线程来队列读取，队列为空。不会报异常，而是等待。

当生产者线程来存放数据，队列满了，不会报异常，而是等待。

下表是阻塞队列的部分方法：

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

抛出异常：是指当阻塞队列满时候，再往队列里插入元素，会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。当队列为空时，从队列里获取元素时会抛出NoSuchElementException异常。
返回特殊值：插入方法会返回是否成功，成功则返回true。移除方法，则是从队列里拿出一个元素，如果没有则返回null
一直阻塞：当阻塞队列满时，如果生产者线程往队列里put元素，队列会一直阻塞生产者线程，直到拿到数据，或者响应中断退出。当队列空时，消费者线程试图从队列里take元素，队列也会阻塞消费者线程，直到队列可用。
超时退出：当阻塞队列满时，队列会阻塞生产者线程一段时间，如果超过一定的时间，生产者线程就会退出。

废话不多说，直接看代码：

ConcurrentLinkedQueue : 是一个适用于高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现
了高并发状态下的高性能，通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue.它
是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先
加入的，尾是最近加入的，该队列不允许null元素。
ConcurrentLinkedQueue重要方法:
add 和offer() 都是加入元素的方法(在ConcurrentLinkedQueue中这俩个方法没有任何区别)
poll() 和peek() 都是取头元素节点，区别在于前者会删除元素，后者不会。

非阻塞：

package com.toov5.thread;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque;

public class DifferentQueue {
   //阻塞式队列，能防止队列溢出。防止丢失数据.  无界的哈
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentLinkedDeque<String> deque = new ConcurrentLinkedDeque<>();
        deque.offer("toov5");
        deque.offer("must");
        deque.offer("never");
        deque.offer("give");
        deque.offer("up");
        System.out.println(deque.poll());  //同时元素也被拿出来了
        System.out.println(deque.size());
        System.out.println(deque.contains("up"));
        System.out.println(deque.poll()); 
        System.out.println(deque.poll()); 
        System.out.println(deque.poll()); 
        System.out.println(deque.poll()); 
        System.out.println(deque.poll()); 
        
        
    }

}

看结果

注意没有的时候回返回空哦

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。

BlockingQueue即阻塞队列，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。

在Java中，BlockingQueue的接口位于java.util.concurrent 包中(在Java5版本开始提供)，由上面介绍的阻塞队列的特性可知，阻塞队列是线程安全的。

在新增的Concurrent包中，BlockingQueue很好的解决了多线程中，如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类，为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利。本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员，包括他们各自的功能以及常见使用场景。

认识BlockingQueue

阻塞队列，顾名思义，首先它是一个队列，而一个队列在数据结构中所起的作用大致如下图所示：

从上图我们可以很清楚看到，通过一个共享的队列，可以使得数据由队列的一端输入，从另外一端输出；

常用的队列主要有以下两种：（当然通过不同的实现方式，还可以延伸出很多不同类型的队列，DelayQueue就是其中的一种）

　　先进先出（FIFO）：先插入的队列的元素也最先出队列，类似于排队的功能。从某种程度上来说这种队列也体现了一种公平性。

　　后进先出（LIFO）：后插入队列的元素最先出队列，这种队列优先处理最近发生的事件。

多线程环境中，通过队列可以很容易实现数据共享，比如经典的“生产者”和“消费者”模型中，通过队列可以很便利地实现两者之间的数据共享。假设我们有若干生产者线程，另外又有若干个消费者线程。如果生产者线程需要把准备好的数据共享给消费者线程，利用队列的方式来传递数据，就可以很方便地解决他们之间的数据共享问题。但如果生产者和消费者在某个时间段内，万一发生数据处理速度不匹配的情况呢？理想情况下，如果生产者产出数据的速度大于消费者消费的速度，并且当生产出来的数据累积到一定程度的时候，那么生产者必须暂停等待一下（阻塞生产者线程），以便等待消费者线程把累积的数据处理完毕，反之亦然。然而，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。好在此时，强大的concurrent包横空出世了，而他也给我们带来了强大的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醒）

ArrayBlockingQueue是一个有边界的阻塞队列，它的内部实现是一个数组。有边界的意思是它的容量是有限的，我们必须在其初始化的时候指定它的容量大小，容量大小一旦指定就不可改变。

ArrayBlockingQueue是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移出的对象是头部。下面

阻塞式队列：

package com.toov5.thread;

import java.sql.Time;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ArrayBlockingQueueTest {
   public static void main(String[] args) {
     BlockingQueue<String> blockingQueue =  new ArrayBlockingQueue<>(3);
     blockingQueue.offer("go");   //添加非阻塞式队列
     try {
        blockingQueue.offer("on",3,TimeUnit.SECONDS);  //添加阻塞式队列  等待时间是秒 3s 单位是秒
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
     System.out.println(blockingQueue.poll()); //go
     //不会等待，因为此时还不满，而且取值时候还可以取到
     try {
        System.out.println(blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));
    } catch (InterruptedException e1) {
        e1.printStackTrace();
    }//on
     //这时候需要等待！！！！
     System.out.println(blockingQueue.poll());//null
     //这时候需要等待了 因为需要设置等待时间嘛
     try {
        System.out.println(blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS));  //三秒时候如果没有取到就返回null,如果有则立马返回
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
}

看下结果：

三秒后返回最后那个null

继续做个添加阻塞的demo：

package com.toov5.thread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ArrayBlockingQueueTest {
   public static void main(String[] args) {
     BlockingQueue<String> blockingQueue =  new ArrayBlockingQueue<>(3);
     blockingQueue.offer("go");   //添加非阻塞式队列
     try {
        blockingQueue.offer("on",3,TimeUnit.SECONDS);  //添加阻塞式队列  等待时间是秒 3s 单位是秒
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
     blockingQueue.offer("love");
     try {
        blockingQueue.offer("java",3,TimeUnit.SECONDS);
    } catch (InterruptedException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
     blockingQueue.offer("study");

}
}

会看到

三秒才灭灯

但是等待三秒也没存进去，没有出队列的又。哈哈

可以打印下看看是有返回结果的每次添加返回的都是个boolean类型的。大家可以敲敲键盘试试呀

很多api怎么玩，大家都自己试试吧~~~

还有其他并发下的类：

LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue阻塞队列大小的配置是可选的，如果我们初始化时指定一个大小，它就是有边界的，如果不指定，它就是无边界的。说是无边界，其实是采用了默认大小为Integer.MAX_VALUE的容量。它的内部实现是一个链表。

和ArrayBlockingQueue一样，LinkedBlockingQueue 也是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移出的对象是头部。下面是一个初始化和使LinkedBlockingQueue的例子：

LinkedBlockingQueuelinkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue(3);

linkedBlockingQueue.add("张三");

linkedBlockingQueue.add("李四");

System.out.println(linkedBlockingQueue.size());

PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue是一个没有边界的队列，它的排序规则和 java.util.PriorityQueue一样。需要注

意，PriorityBlockingQueue中允许插入null对象。

所有插入PriorityBlockingQueue的对象必须实现 java.lang.Comparable接口，队列优先级的排序规则就

是按照我们对这个接口的实现来定义的。

另外，我们可以从PriorityBlockingQueue获得一个迭代器Iterator，但这个迭代器并不保证按照优先级顺

序进行迭代。

下面我们举个例子来说明一下，首先我们定义一个对象类型，这个对象需要实现Comparable接口：

SynchronousQueue

SynchronousQueue队列内部仅允许容纳一个元素。当一个线程插入一个元素后会被阻塞，除非这个元素被另一个线程消费。

可以参考下这个博客：https://www.cnblogs.com/1315925303zxz/p/7809843.html

posted @ 2018-10-22 19:43 toov5 阅读(994) 评论(0) 编辑收藏举报

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并发队列的基本使用

阻塞队列与非阻塞队

LinkedBlockingQueue

PriorityBlockingQueue

SynchronousQueue

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