java队列

队列的分类

1. 按照实现方式分类：

   • ArrayBlockingQueue：基于数组实现的阻塞队列，有界限制。
   • LinkedBlockingQueue：基于链表实现的阻塞队列，可选有界或无界。
   • PriorityBlockingQueue：优先级队列，内部元素按照优先级排序。
   • ConcurrentLinkedQueue：线程安全的非阻塞队列，基于链表实现。

2. 按照队列特性分类：

   • 阻塞队列（Blocking Queue）：插入和删除操作会阻塞等待，直到队列可用。
   • 非阻塞队列（Non-blocking Queue）：插入和删除操作不会阻塞等待，而是返回一个boolean值或抛出异常。
   • 并发队列（Concurrent Queue）：支持多个线程同时进行插入、删除操作的队列。
   • 优先级队列（Priority Queue）：具有优先级特性，内部元素按照一定规则排序。

3. 按照队列的作用分类：

   • 普通队列：先进先出（FIFO）的数据结构，适合于任务调度、消息传递等场景。
   • 双端队列（Deque）：既可以从队首插入和删除元素，也可以从队尾插入和删除元素。
   • 并发队列（Concurrent Queue）：支持多线程并发操作的队列，适合于高并发场景。

ArrayBlockingQueue死锁的案例

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

public class ArrayBlockingQueueDeadlockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(1);

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            try {
                // 获取锁并插入元素
                queue.put("item");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            try {
                // 获取锁并尝试插入元素，但由于队列已满而被阻塞
                queue.put("item");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        thread2.start();

        // 等待两个线程完成
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Finished.");
    }
}

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
@Slf4j
public class ArrayBlockingQueuePerformanceTest {

    private static final int QUEUE_CAPACITY = 1000000;
    private static final int NUM_PRODUCERS = 2;
    private static final int NUM_CONSUMERS = 2;
    private static final int NUM_MESSAGES = QUEUE_CAPACITY / NUM_PRODUCERS;

    public static void main(String[] args) {
        ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY);

        for (int i = 0; i < NUM_PRODUCERS; i++) {
            new Producer(queue, NUM_MESSAGES).start();
        }

        for (int i = 0; i < NUM_CONSUMERS; i++) {
            new Consumer(queue, NUM_MESSAGES).start();
        }
    }

    private static class Producer extends Thread {
        private final ArrayBlockingQueue<Integer> queue;
        private final int numMessages;

        public Producer(ArrayBlockingQueue<Integer> queue, int numMessages) {
            this.queue = queue;
            this.numMessages = numMessages;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < numMessages; i++) {
                try {
                    queue.put(i);
                    log.debug("Produced {}",i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                    return;
                }
            }
        }
    }

    private static class Consumer extends Thread {
        private final ArrayBlockingQueue<Integer> queue;
        private final int numMessages;

        public Consumer(ArrayBlockingQueue<Integer> queue, int numMessages) {
            this.queue = queue;
            this.numMessages = numMessages;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < numMessages; i++) {
                try {
                    Integer msg = queue.take();
                    log.debug("Consumed {}",msg);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                    return;
                }
            }
        }
    }
}