什么是阻塞队列
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。Java中,BlockingQueue是一个接口,它的实现类有ArrayBlockingQueue、DelayQueue、 LinkedBlockingDeque、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue等,它们的区别主要体现在存储结构上或对元素操作上的不同
常用的阻塞队列
队列 | 有界性 | 是否加锁 | 数据结构 |
---|---|---|---|
ArrayBlockingQueue | bounded 有界 | 加锁 | ArrayList |
LinkedBlockingQueue | obtionally-bounded | 加锁 | LinkedList |
SynchronousQueue | bounded 有界 | 加锁 | |
LinkedTransferQueue | unbounded 无界 | 加锁 | Heap |
PriorityBlockingQueue | unbounded 无界 | 加锁 | Heap |
DelayQueue | unbounded 无界 | 加锁 | Heap |
LinkedBlockingDeque | unbounded 无界 | 无锁 | Heap |
ArrayBlockingQueue
一个用数组实现的有界阻塞队列,此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。支持公平锁和非公平锁。
LinkedBlockingQueue
一个由链表结构组成的有界队列,此队列的长度为Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的顺序进行排序。
SynchronousQueue
是一个不存储元素的阻塞队列,每一个put操作必须等待take操作,否则不能添加元素。支持公平锁和非公平锁。SynchronousQueue的一个使用场景是在线程池里。
Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue,这个线程池根据需要(新任务到来时)创建新的线程,如果有空闲线程则会重复使用,线程空闲了60秒后会被回收。
LinkedTransferQueue
是 一个由链表结构组成的无界阻塞队列,相当于其它队列,LinkedTransferQueue队列多了transfer和tryTransfer方法。
PriorityBlockingQueue
是一个支持线程优先级排序的无界队列,默认自然序进行排序,也可以自定义实现compareTo()方法来指定元素排序规则,不能保证同优先级元素的顺序。
DelayQueue
一个实现PriorityBlockingQueue实现延迟获取的无界队列,在创建元素时,可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有延时期满后才能从队列中获取元素
使用场景:
- 定时任务调度。使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行,从比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。
- 缓存系统的设计:可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时,表示缓存有效期到了。
LinkedBlockingDeque
一个由链表结构组成的双向阻塞队列。队列头部和尾部都可以添加和移除元素,多线程并发时,可以将锁的竞争最多降到一半
常用方法
方法 | 抛出异常 | 返回特殊值 | 一直阻塞 | 超时退出 |
---|---|---|---|---|
插入 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e, tiime, unit) |
移除 | remove() | poll() | take() | poll(tiime, unit) |
查看 | element() | peek() |
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。
参考
https://blog.csdn.net/KevinChen2019/article/details/114015686
https://www.jianshu.com/p/7b2f1fa616c6