java併發編程學習之阻塞隊列

BlockingQueue

BlockingQueue是線程安全的存取隊列，繼承了Queue。

使用場景

消費者生產者模式。

• 生產者，一直會往隊列裏扔數據，直到隊列滿了，開始阻塞，等待消費者取數據。
• 消費者，一直會從隊列裏取數據，直到隊列空了，開始阻塞，等待生產者扔數據。

接口

插入方法

• add：阻塞隊列滿了，拋出IllegalStateException異常。成功返回true。
• offer：插入成功，返回true，插入失敗，返回false。
• put：阻塞隊列滿了，就等到，可被中斷，拋出InterruptedException異常

移除方法

• remove：成功返回true，爲空拋出NoSuchElementException異常
• poll：若是隊列不爲空，移除並返回頭結點，若是隊列爲空，返回null
• take：若是隊列不爲空，移除並返回頭結點，若是隊列爲空，則等待，可被中斷，拋出InterruptedException異常

檢查方法：

• element：若是隊列不爲空，返回頭結點但不刪除，若是隊列爲空，拋出NoSuchElementException異常。
• peek：若是隊列不爲空，返回頭結點但不刪除，若是隊列爲空，返回null

子類

• ArrayBlockingQueue：一個由數組結構組成的有界阻塞隊列。
• LinkedBlockingQueue：一個由鏈表結構組成的有界阻塞隊列。
• PriorityBlockingQueue：一個支持優先級排序的無界阻塞隊列。
• DelayQueue：一個使用優先級排序實現的無界阻塞隊列。
• SynchronousQueue：一個不存儲元素的阻塞隊列。
• LinkedTransferQueue：一個由鏈表結構組成的無界阻塞隊列。
• LinkedBlockingDeque：一個由鏈表結構組成的雙向阻塞隊列。

ArrayBlockingQueue

先進先出，初始化必須給數組大小，只有一個鎖。

ArrayBlockingQueue數據結構

• Object[] items：存放元素的數組
• int takeIndex：下一個讀操做的位置
• int putIndex：下一個寫操做的位置
• int count：數組中元素的數量
• ReentrantLock lock：同步器
• Condition notEmpty：數組空了，讀等待。寫的時候，喚醒
• Condition notFull：數組滿了，寫等待。讀的時候，喚醒

ArrayBlockingQueue原理

put先放入數組，滿了請求放入Condition等待數組空。take相反，數組空了，請求放入隊列，等待隊列有內容。

LinkedBlockingQueue

先進先出，初始化沒有給鏈表帶下，默認爲Integer.MAX_VALUE，有兩個鎖。

LinkedBlockingQueue與ArrayBlockingQueue

• 鏈表是2個鎖，讀寫各一個，數組的是1個鎖
• 鏈表操做時須要封裝成node，產生大量的node，GC耗時，數組直接操做，性能更高
• 鏈表的生產者的速度大於消費者時，可能內存溢出

PriorityBlockingQueue

能夠直接經過Comparator或者Collection的Comparator進行排序，一個鎖。

DelayQueue

DelayQueue中的對象必須實現Delayed接口，延時取元素。
使用場景：

1. 訂單到期未付款，取消訂單
2. 刪除過時的緩存

SynchronousQueue

由於不存儲數據，因此每一次put，都要等待一個take。

LinkedTransferQueue

先進先出，若是消費者在等待接收元素，transfer方法把元素直接給消費者，若是沒有，則放對隊列的尾節點，並等到消費結束後返回。tryTransfer不管消費者是否消費，都直接返回。

LinkedBlockingDeque

頭部和尾部，均可以添加或移除元素。工做密取，就是用這個