java阻塞隊列

BlockingQueue主要方法

java阻塞隊列應用於生產者消費者模式、消息傳遞、並行任務執行和相關併發設計的大多數常見使用上下文。
       BlockingQueue在Queue接口基礎上提供了額外的兩種類型的操做，分別是獲取元素時等待隊列變爲非空和添加元素時等待空間變爲可用。
       BlockingQueue新增操做的四種形式：

add        增長一個元索                     若是隊列已滿，則拋出一個IIIegaISlabEepeplian異常
remove   移除並返回隊列頭部的元素    若是隊列爲空，則拋出一個NoSuchElementException異常
element  返回隊列頭部的元素             若是隊列爲空，則拋出一個NoSuchElementException異常
offer       添加一個元素並返回true       若是隊列已滿，則返回false
poll         移除並返問隊列頭部的元素    若是隊列爲空，則返回null
peek       返回隊列頭部的元素             若是隊列爲空，則返回null
put         添加一個元素                      若是隊列滿，則阻塞
take        移除並返回隊列頭部的元素     若是隊列爲空，則阻塞

offer(E o, long timeout, TimeUnit unit);  //將指定的元素插入此隊列中，若是沒有可用空間，將等待指定的等待時間（若是有必要）。 
poll(long timeout, TimeUnit unit);  //檢索並移除此隊列的頭部，若是此隊列中沒有任何元素，則等待指定等待的時間（若是有必要）。

 上述方法中主要用到的是put()和take()方法，也只有這兩個方法具備阻塞等待功能，另外BlockingQueue 不接受 null 元素。試圖 add、put 或 offer 一個 null 元素時，某些實現會拋出 NullPointerException。null 被用做指示 poll 操做失敗的警惕值。
       BlockingQueue 能夠定義爲限定容量的隊列，它有一個 remainingCapacity容量值，超出此容量，便沒法無阻塞地 put 額外的元素。也能夠定義爲沒有容量限制的隊列，沒有容量約束的 BlockingQueue 老是報告 Integer.MAX_VALUE 的剩餘容量。
       BlockingQueue 實現是線程安全的。全部排隊方法均可以使用內部鎖定或其餘形式的併發控制來自動達到它們的目的。

BlockingQueue成員詳細介紹

LinkedBlockingQueue的容量是沒有上限的（說的不許確，在不指定時容量爲Integer.MAX_VALUE，不要然的話在put時怎麼會受阻呢），可是也能夠選擇指定其最大容量，它是基於鏈表的隊列，此隊列按 FIFO（先進先出）排序元素。而LinkedBlockingQueue之因此可以高效的處理併發數據，還由於其對於生產者端和消費者端分別採用了獨立的鎖來控制數據同步，這也意味着在高併發的狀況下生產者和消費者能夠並行地操做隊列中的數據，以此來提升整個隊列的併發性能。
做爲開發者，咱們須要注意的是，若是構造一個LinkedBlockingQueue對象，而沒有指定其容量大小，LinkedBlockingQueue會默認一個相似無限大小的容量（Integer.MAX_VALUE），這樣的話，若是生產者的速度一旦大於消費者的速度，也許尚未等到隊列滿阻塞產生，系統內存就有可能已被消耗殆盡了。

ArrayBlockingQueue在構造時須要指定容量， 並能夠選擇是否須要公平性，若是公平參數被設置true，等待時間最長的線程會優先獲得處理（其實就是經過將ReentrantLock設置爲true來 達到這種公平性的：即等待時間最長的線程會先操做）。一般，公平性會使你在性能上付出代價，只有在的確很是須要的時候再使用它。它是基於數組的阻塞循環隊列，此隊列按 FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。ArrayBlockingQueue在生產者放入數據和消費者獲取數據，都是共用同一個鎖對象，由此也意味着二者沒法真正並行運行，這點尤爲不一樣於LinkedBlockingQueue；

PriorityBlockingQueue是一個帶優先級的 隊列，而不是先進先出隊列。元素按優先級順序被移除，該隊列也沒有上限（看了一下源碼，PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝，是基於堆數據結構的，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList同樣，因此在優先阻塞 隊列上put時是不會受阻的。雖然此隊列邏輯上是無界的，可是因爲資源被耗盡，因此試圖執行添加操做可能會致使 OutOfMemoryError），可是若是隊列爲空，那麼取元素的操做take就會阻塞，因此它的檢索操做take是受阻的。另外，往入該隊列中的元 素要具備比較能力。

DelayQueue（基於PriorityQueue來實現的）是一個存放Delayed 元素的無界阻塞隊列，只有在延遲期滿時才能從中提取元素。該隊列的頭部是延遲期滿後保存時間最長的 Delayed 元素。若是延遲都尚未期滿，則隊列沒有頭部，而且poll將返回null。當一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小於或等於零的值時，則出現期滿，poll就以移除這個元素了。此隊列不容許使用 null 元素。

代碼實例

package study;
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);  
        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() + "準備放數據!");                              
                            queue.put(1);  
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已經放了數據，" +   "隊列目前有" + queue.size() + "個數據");  
                        } catch (InterruptedException e) {  
                            e.printStackTrace();  
                        }  
                    }  
                }  
                  
            }.start();  
        }  
        new Thread(){  
            public void run(){  
                while(true){  
                    try {  
                    //將此處的睡眠時間分別改成100和1000，觀察運行結果  
                    Thread.sleep(1000);  
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "準備取數據!");  
                    queue.take();  
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已經取走數據，" +   
                                "隊列目前有" + queue.size() + "個數據");          
                    } catch (InterruptedException e) {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
            }  
        }.start();            
    }  
}

使用阻塞隊列兩個顯著的好處就是：多線程操做共同的隊列時不須要額外的同步，另外就是隊列會自動平衡負載，即那邊（生產與消費兩邊）處理快了就會被阻塞掉，從而減小兩邊的處理速度差距。當許多線程共享訪問一個公共 collection 時，ConcurrentLinkedQueue 是一個恰當的選擇。