前言
中冲剑：中冲剑气势雄迈，BlockingQueue 在多线程数据交换中起着重要的作用，其容量和阻塞特性就像中冲剑大开大阖。
BlockingQueue(阻塞队列)，在多线程中使用的队列，具有普通队列存放元素的特性。同时提供两个特性方法，put和take，当队列满时，生产者线程无法放进元素，会一直等待直到队列中元素被消费；当队列为空时，消费者线程获取元素时获取不到会一直等待，直到队列可用。
BlockingQueue常用方法
| 作用 | 一直阻塞 | 阻塞超时 | 返回特殊值 | 抛异常 |
|---|---|---|---|---|
| 插入 | put(E e) | offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) | offer(E e) | add( E e) |
| 删除 | take() | poll(long timeout, TimeUnit unit) | poll() | remove() |
| 获取头部 | - | - | peek() | element() |
- 一直阻塞：当队列中元素放不进去或取不出来时，插入和删除的线程将会一直阻塞等待，直到队列可用。
- 阻塞超时：当线程阻塞时，给设置一个超时时间，在超时时间内阻塞还没恢复，offer()将返回false，poll()将返回null。
- 返回特殊值：如果插入成功将返回true，插入失败返回false。从头部删除一个元素，删除失败返回null。从头部获取元素，队列为空返回null。
- 抛异常：当队列中满，元素放不进去时，将会抛出IllegalStateException: Queue full；当队列空，无法取出元素时，抛出NoSuchElementException异常。
举个栗子🌰
组装加工一台电脑，我们需要加工CPU、主板、内存、显卡、电源等部件，每个部件难易程度不同，加工时间也不相同，假设我们派两个人加工，当一个人加工完一个部件后，立马去加工还没完成的，这样就能充分利用每个人的效能，最快完成全部部件的加工。
我们将全部部件加工的任务放到阻塞队列中，两个线程来领取任务，如果能够领取到，代表任务还没做完，就消费队列中的任务。
代码实现：
public class BlockingQueueCase {
//初始任务队列
static BlockingQueue<Task> blockingQueue;
public static void produce(List<Task> taskList) throws InterruptedException {
blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(taskList.size());
//将任务放到任务队列中
for (Task task : taskList) {
blockingQueue.put(task);
}
}
/**
* 消费任务
* @param consumerNum 消费者数量
*/
public static void consume(int consumerNum, CountDownLatch latch){
for(int i = 1; i <= consumerNum; i++){
//消费者消费任务
Thread thread = new Thread(() -> {
Task task;
//当任务队列中还有需要执行的任务
while((task = blockingQueue.poll()) != null){
//业务执行
try {
Thread.sleep(task.getTime());
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成任务:"+task.getName()+",耗时:"+task.getTime()+"毫秒");
latch.countDown();
}
},"线程"+i);
thread.start();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//模拟5个待执行任务
List<Task> taskList = new ArrayList<>();
taskList.add(new Task("CPU",2000L));
taskList.add(new Task("主板",800L));
taskList.add(new Task("内存",500L));
taskList.add(new Task("显卡",1000L));
taskList.add(new Task("电源",200L));
//5个任务放到队列中
produce(taskList);
//latch用于主线程等待线程把任务都执行完毕
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskList.size());
//2个消费者消费任务
consume(2,latch);
latch.await();
System.out.println("任务都执行完毕");
}
}
执行结果：
常用队列实现类
- ArrayBlockingQueue：数组实现的有界阻塞队列，按照先入先出（FIFO）排序（先进队列的元素先被消费），在队列初始化时，设置数组长度并可以指定公平锁或非公平锁（非公平锁：先等待消费的线程不一定先拿到锁）。
- LinkedBlockingQueue：链表实现的有界队列，按照先入先出（FIFO）排序，队列大小默认为Integer.MAX_VALUE。
- PriorityBlockingQueue：支持排序的优先无界队列，默认初始容量为11，当队列使用达到一定比例（通常75%），会进行扩容，扩容后容量变为之前的2倍。在初始化时我们可以指定初始容量，并可以实现Comparator指定元素排序规则。
- SynchronousQueue：内部不存储元素，它的容量为0。每一个插入操作必须等待一个取出操作，反之亦然，也就是插入线程必须等待一个取出线程。在线程池中，如果希望创建任务后立即执行，而不需要在等待队列中排队，就可以使用SynchronousQueue。
- DelayQueue：基于使用PriorityQueue的无界阻塞队列，用于存放实现了Delayed接口的对象，元素只有在其指定的延迟时间到期后才能从队列中取出。按照延迟时间的长短对元素进行排序，延迟时间最短的元素排在队列头部。
