在实际的软件开发过程中，经常会遇到如下场景：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块负责处理。
产生数据的模块形象地称为生产者；
而处理数据的模块就称为消费者。
生产者和消费者之间通常还有一个缓冲，生产者把数据放入缓冲，而消费读取缓冲中的数据，这样的好处是：
1.支持解耦：生产者和消费者不需要知道对方的信息，比如邮件投递，只需要把邮件交给邮递员就行，邮递员如何把邮件送到，用户不需要关心。
2.异步：生产者把数据放入缓存即可返回，不需要等待消费者处理完毕。这样的好处是提高了生产者的性能。
3.隔离：生产模块和消费模块出现异常不会相互影响。比如生产者出现异常无法生产数据，但不影响消费者消费。
反之，如果消费模块暂时出了问题不能消费，那么生产者还可以把数据放入缓冲，消费者从故障中恢复后可以继续消费数据。
这种缓冲在 Java 中通过 BlockingQueue 子类实现。消息中间件（比如 RabbitMQ）也提供了这种缓冲功能，如下图所示。
示意图
尽管提供了隔离特性，但当消费者出现故障或消费数据缓慢时，生产者产生的数据放入队列逐渐累积成海量数据，将导致队列所在的系统出现内存溢出等故障。
即使消费者端的故障恢复，但也可能消费过时的数据。一般处理方法是丢弃，或者在丢弃前保存数据，比如 RabbitMQ提供死信来保存丢弃的数据。
BlockingQueue 类实现了缓冲，线程生成的数据放到 BlockingQueue 中，消费线程从BlockingQueue 中获得数据。
BlockingQueue 的核心方法如下：
一、 放入数据：
m offer(anObject)：表示如果可能的话，将 anObject 加到 BlockingQueue 中，即如果BlockingQueue 可以容纳，则返回 true，否则返回 false。
m 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。
m put(anObject)：把 anObject 加到 BlockingQueue 中，如果 BlockQueue 没有空间，则调用此方法的线程被阻断，直到 BlockingQueue 里面有空间再继续加入。
二、获取数据：
m poll(time)：取走 BlockingQueue 中排在首位的对象，若不能立即取出，则可以等 time参数规定的时间过后再取，取不到时返回 null。
m 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。否则直到时间超时还没有数据可取，返回失败。
m take()：取走 BlockingQueue 中排在首位的对象，若 BlockingQueue 为空，则阻断进入等待状态直到 BlockingQueue 有新的数据被加入。
m drainTo()：一次性从 BlockingQueue 中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。
常见的 BlockingQueue 有如下图所示的子类。
ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列实现，在 ArrayBlockingQueue 内部维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象。
因此 ArrayBlockingQueue 容纳的数据是有限的，如果队列满，则生产者线程无法再放入新的数据，线程阻塞。
我们还可以控制 ArrayBlockingQueue 的内部锁是否采用公平锁，默认采用非公平锁。
LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，同 ArrayListBlockingQueue 类似，其内部也维持着一个数据缓冲队列，该队列由一个链表构成，链表既可以固定大小，也可以不限制容量。
在不限制容量情况下，如果生产者的速度大于消费者的速度，则LinkedBlockingQueue 的容量会不断增加，系统内存就有可能被消耗殆尽。
实际系统建议使用固定大小的 ArrayListBlockingQueue。
因为 LinkedBlockingQueue 内部是链表构成的，所以每次新增数据都会创建一个 Node对象，消费数据后删除 Node 对象，这样会造成垃圾回收负担。
从性能角度看，不如ArrayBlockingQueue 性能好，对虚拟机影响较大。
PriorityBlockingQueue：基于优先级的无大小限制的队列，通过构造函数传入的Comparator 对象来决定优先级。
BlockingQueue 都是先进先出的，PriorityBlockingQueue可以设定元素的优先级，比如优先级高的请求放入 PriorityBlockingQueue，会优先被处理。
DelayQueue：DelayQueue 是一个没有限制容量的队列，只有当元素指定的延迟时间到了，才能够从队列中获取到该元素。
SynchronousQueue：一种无缓冲的等待队列，线程调用 take 获取元素，必须等待另外一个线程调用 put 设置 SynchronousQueue 队列的元素，队列没有任何容量，这是一种快速传递元素的方式。
也就是说，在这种情况下，元素总是以最快的方式从插入者（生产者）传递给移除者（消费者），这在多任务队列中是最快的处理任务的方式。HikariCP连接池使用 SynchronousQueue 来获取一个可用的数据库连接。
内容摘自《高性能Java系统权威指南》第三章
李家智 著
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