Java BlockingQueue阻塞队列

java.util.concurrent.BlockingQueue是一个 java 队列，它支持在检索和删除元素时等待队列变为非空，并在添加元素时等待队列中的空间变为可用。

Java BlockingQueue

Java BlockingQueue 不接受null值，如果您尝试在队列中存储空值，则会抛出NullPointerException。Java BlockingQueue 实现是线程安全的。所有排队方法本质上都是原子的，并使用内部锁或其他形式的并发控制。Java BlockingQueue 接口是 java 集合框架的一部分，主要用于实现生产者消费者问题。我们不需要担心等待生产者或对象可用的空间可供 BlockingQueue 中的使用者使用，因为它由 BlockingQueue 的实现类处理。Java 提供了几个 BlockingQueue 实现，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue等。在 BlockingQueue 中实现生产者消费者问题时，我们将使用 ArrayBlockingQueue 实现。以下是您应该知道的一些重要方法。

• put(E e)：此方法用于将元素插入队列。如果队列已满，它将等待空间可用。
• E take()：此方法从队列的头部检索并删除元素。如果队列为空，则等待元素可用。

现在让我们使用 java BlockingQueue 实现生产者消费者问题。

Java 阻塞队列示例 - 消息

只是一个普通的java对象，将由生产者生成并添加到队列中。您也可以将其称为有效负载或队列消息。

public class Message {
    private String msg;
    
    public Message(String str){
        this.msg=str;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }
}           

Java BlockingQueue 示例 - Producer

将创建消息并将其放入队列的生产者类。

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Producer implements Runnable {

    private BlockingQueue<Message> queue;
    
    public Producer(BlockingQueue<Message> q){
        this.queue = q;
    }
    @Override
    public void run() {
        //produce messages
        for(int i = 0; i < 100;  i++){
            Message msg = new Message(""+i);
            try {
                Thread.sleep(i);
                queue.put(msg);
                System.out.println("Produced "+msg.getMsg());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //adding exit message
        Message msg = new Message("exit");
        try {
            queue.put(msg);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}           

Java 阻塞队列示例 - 消费者

使用者类，它将处理队列中的消息，并在收到退出消息时终止。

import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Consumer implements Runnable{

private BlockingQueue<Message> queue;
    
    public Consumer(BlockingQueue<Message> q){
        this.queue = q;
    }

    @Override
    public void run() {
        try{
            Message msg;
            //consuming messages until exit message is received
            while(( !"exit".equals(msg = queue.take()).getMsg())){
            Thread.sleep(10);
            System.out.println("Consumed "+msg.getMsg());
            }
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}           

Java 阻塞队列示例 - 服务

最后，我们必须为生产者和消费者创建 BlockingQueue 服务。此生产者使用者服务将创建具有固定大小的 BlockingQueue，并与生产者和使用者共享。此服务将启动生产者和使用者线程并退出。

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class ProducerConsumerService {

    public static void main(String[] args) {
        //Creating BlockingQueue of size 10
        BlockingQueue<Message> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);
        Producer producer = new Producer(queue);
        Consumer consumer = new Consumer(queue);
        //starting producer to produce messages in queue
        new Thread(producer).start();
        //starting consumer to consume messages from queue
        new Thread(consumer).start();
        System.out.println("Producer and Consumer has been started");
    }
}           

上述java BlockingQueue示例程序的输出如下所示：

Producer and Consumer has been started
Produced 0
Produced 1
Produced 2
Produced 3
Produced 4
Consumed 0
Produced 5
Consumed 1
Produced 6
Produced 7
Consumed 2
Produced 8
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