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阻塞队列 BlockingQueue

2017-11-19 白玉 IT哈哈


BlockingQueue用法

BlockingQueue通常用于一个线程生产对象,而另外一个线程消费这些对象的场景。下图是对这个原理的阐述:

一个线程往里边放,另外一个线程从里边取的一个BlockingQueue


一个线程将会持续生产新对象并将其插入到队列之中,直到队列达到它所能容纳的临界点。也就是说,它是有限的。如果该阻塞队列到达了其临界点,负责生产的线程将会在往里边插入新对象时发生阻塞。它会一直处于阻塞之中,直到负责消费的线程从队列中拿走一个对象。负责消费的线程将会一直从该阻塞队列中拿出对象。如果消费线程尝试去从一个空的队列中提取对象的话,这个消费线程将会处于阻塞之中,直到一个生产线程把一个对象丢进队列。


BlockingQueue的方法

BlockingQueue具有4组不同的方法用于插入、移除以及对队列中的元素进行检查。如果请求的操作不能得到立即执行的话,每个方法的表现也不同。这些方法如下:

 


抛异常

特定值

阻塞

超时

插入

add(o)

offer(o)

put(o)

offer(o,timeout,timeunit)

移除

remove(o)

poll(o)

take(o)

poll(timeout,timeunit)

检查

element(o)

peek(o)



 

四组不同的行为方式解释:

  1. 抛异常:如果试图的操作无法立即执行,抛一个异常。

  2. 特定值:如果试图的操作无法立即执行,返回一个特定的值(常常是true/false)。

  3. 阻塞:如果试图的操作无法立即执行,该方法调用将会发生阻塞,直到能够执行。

  4. 超时:如果试图的操作无法立即执行,该方法调用将会发生阻塞,直到能够执行,但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是true/false)。


无法向一个BlockingQueue中插入null。如果你试图插入null,BlockingQueue将会抛出一个NullPointerException。


可以访问到BlockingQueue中的所有元素,而不仅仅是开始和结束的元素。比如说,你将一个对象放入队列之中以等待处理,但你的应用想要将其取消掉。那么你可以调用诸如remove(o)方法来将队列之中的特定对象进行移除。但是这么干效率并不高(译者注:基于队列的数据结构,获取除开始或结束位置的其他对象的效率不会太高),因此你尽量不要用这一类的方法,除非你确实不得不那么做。


BlockingQueue的实现

BlockingQueue是个接口,你需要使用它的实现之一来使用BlockingQueue。

java.util.concurrent具有以下BlockingQueue接口的实现(Java6):


  1. lArrayBlockingQueue

  2. lDelayQueue

  3. lLinkedBlockingQueue

  4. lPriorityBlockingQueue

  5. lSynchronousQueue


Java中使用BlockingQueue的例子

这里是一个Java中使用BlockingQueue的示例。本示例使用的是BlockingQueue接口的ArrayBlockingQueue实现。


首先,BlockingQueueExample类分别在两个独立的线程中启动了一个Producer和一个Consumer。Producer向一个共享的BlockingQueue中注入字符串,而Consumer则会从中把它们拿出来。


public class BlockingQueueExample{

   public static void main(String[] args) throws Exception{

      BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1024);

      Producer producer = new Producer(queue);

      Consumer consumer = new Consumer(queue);

      new Thread(producer).start();

      new Thread(consumer).start();

      Thread.sleep(4000);

   }

}


以下是Producer类。注意它在每次put()调用时是如何休眠一秒钟的。这将导致Consumer在等待队列中对象的时候发生阻塞。


public  class  Producer implements Runnable{

    protected  BlockingQueue  queue = null;

    public Producer(BlockingQueuequeue){

        this.queue=queue;

    }


    public void run(){

        try{

            queue.put("1");

            Thread.sleep(1000);

            queue.put("2");

            Thread.sleep(1000);

            queue.put("3");

        }catch(InterruptedException e){

            e.printStackTrace();

        }

    }

}


以下是Consumer类。它只是把对象从队列中抽取出来,然后将它们打印到System.out。


public  class  Consumer  implements  Runnable{

    protected  BlockingQueue  queue = null;

    public Consumer(BlockingQueuequeue){

        this.queue=queue;

    }


    public void run(){

        try{

            System.out.println(queue.take());

            System.out.println(queue.take());

            System.out.println(queue.take());

        }catch(InterruptedException e){

            e.printStackTrace();

        }

    }

}


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