java-阻塞队列BlockingQueue
一、概述
队列:先进先出。包含固定长度队列和不固定长度队列
什么是可阻塞队列:队列满了添加线程会阻塞等待,队列空了获取线程也会阻塞等待。非阻塞队列则会直接报错。
BlockingQueue支持两个附加操作的Queue:1)当Queue为空时,获取元素线程被阻塞直到Queue变为非空;2)当Queue满时,添加元素线程被阻塞直到Queue不满。BlockingQueue不允许元素为null,如果入队一个null元素,会抛NullPointerException。常用于生产者消费者模式。
BlockingQueue对于不能满足条件的操作,提供了四种处理方式:
1)直接抛异常,抛出异常。如果队列已满,添加元素会抛出IllegalStateException异常;如果队列为空,获取元素会抛出NoSuchElementException异常;
2)返回一个特殊值(null或false);
3)在满足条件之前,无限期的阻塞当前线程,当队列满足条件或响应中断退出;
4)在有限时间内阻塞当前线程,超时后返回失败。
抛出异常 | 返回特殊值 | 阻塞 | 超时 | |
入队 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e, time, unit) |
出队 | remove() | poll() | take() | poll(time, unit) |
检查 | element() | peek() |
内存一致性效果:当存在其他并发 collection 时,将对象放入 BlockingQueue 之前的线程中的操作 happen-before 随后通过另一线程从 BlockingQueue 中访问或移除该元素的操作。
JDK提供的阻塞队列:
ArrayBlockingQueue:一个由数组结构组成的有界阻塞队列,遵循FIFO原则。
LinkedBlockingQueue:一个由链表结构组成的有界阻塞队列,遵循FIFO原则,默认和最大长度Integer.MAX_VALUE。
PriorityBlockingQueue:一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
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。
LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
二. BlockingQueue的核心方法:
1.放入数据
(1)offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false.(本方法不阻塞当前执行方法
的线程);
(2)offer(E o, long timeout, TimeUnit unit):可以设定等待的时间,如果在指定的时间内,还不能往队列中加入BlockingQueue,则返回失败。
(3)put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里面有空间再继续.
2. 获取数据
(1)poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null;
(2)poll(long timeout, TimeUnit unit):从BlockingQueue取出一个队首的对象,如果在指定时间内,队列一旦有数据可取,则立即返回队列中的数据。否则知道时间
超时还没有数据可取,返回失败。
(3)take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入;
(4)drainTo():一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象(还可以指定获取数据的个数),通过该方法,可以提升获取数据效率;不需要多次分批加锁或释放锁。
三、BlockingQueue应用
package cn.itcast.heima;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
public class BlockingQueueTest {
public static void main(String[] args) {
final BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(3);//创建一个可阻塞数组队列,允许放3个数据
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备放数据!");
queue.put(1);//向队列中添加数据
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经放了数据," +
"队列目前有" + queue.size() + "个数据");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
//将此处的睡眠时间分别改为100和1000,观察运行结果
Thread.sleep(1000);//可以调整取的快慢
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备取数据!");
//下面两句不能保证是原子性的,一取就马上打印
queue.take();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经取走数据," +
"队列目前有" + queue.size() + "个数据");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
}
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