blockingqueue即阻塞队列,从阻塞这个词可以看出,在某些情况下对阻塞队列的访问可能会造成阻塞。被阻塞的情况主要有如下两种:
因此,当一个线程试图对一个已经满了的队列进行入队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程做了出队列操作;同样,当一个线程试图对一个空队列进行出队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程进行了入队列操作。
在java中,blockingqueue的接口位于<code>java.util.concurrent</code> 包中(在java5版本开始提供),由上面介绍的阻塞队列的特性可知,阻塞队列是线程安全的。
阻塞队列主要用在生产者/消费者的场景,下面这幅图展示了一个线程生产、一个线程消费的场景:

负责生产的线程不断的制造新对象并插入到阻塞队列中,直到达到这个队列的上限值。队列达到上限值之后生产线程将会被阻塞,直到消费的线程对这个队列进行消费。同理,负责消费的线程不断的从队列中消费对象,直到这个队列为空,当队列为空时,消费线程将会被阻塞,除非队列中有新的对象被插入。
阻塞队列一共有四套方法分别用来进行<code>insert</code>、<code>remove</code>和<code>examine</code>,当每套方法对应的操作不能马上执行时会有不同的反应,下面这个表格就分类列出了这些方法:
asdf
-
throws exception
special value
blocks
times out
insert
add(o)
offer(o)
put(o)
offer(o, timeout, timeunit)
remove
remove(o)
poll()
take()
poll(timeout, timeunit)
examine
element()
peek()
这四套方法对应的特点分别是:
需要注意的是,我们不能向blockingqueue中插入<code>null</code>,否则会报<code>nullpointerexception</code>。
blockingqueue只是<code>java.util.concurrent</code>包中的一个接口,而在具体使用时,我们用到的是它的实现类,当然这些实现类也位于<code>java.util.concurrent</code>包中。在java6中,blockingqueue的实现类主要有以下几种:
下面我们就分别介绍这几个实现类。
arrayblockingqueue是一个有边界的阻塞队列,它的内部实现是一个数组。有边界的意思是它的容量是有限的,我们必须在其初始化的时候指定它的容量大小,容量大小一旦指定就不可改变。
arrayblockingqueue是以先进先出的方式存储数据,最新插入的对象是尾部,最新移出的对象是头部。下面是一个初始化和使用arrayblockingqueue的例子:
delayqueue阻塞的是其内部元素,delayqueue中的元素必须实现 <code>java.util.concurrent.delayed</code>接口,这个接口的定义非常简单:
<code>getdelay()</code>方法的返回值就是队列元素被释放前的保持时间,如果返回<code>0</code>或者一个<code>负值</code>,就意味着该元素已经到期需要被释放,此时delayedqueue会通过其<code>take()</code>方法释放此对象。
从上面delayed 接口定义可以看到,它还继承了<code>comparable</code>接口,这是因为delayedqueue中的元素需要进行排序,一般情况,我们都是按元素过期时间的优先级进行排序。
首先,我们先定义一个元素,这个元素要实现delayed接口
设置这个元素的过期时间为3s
}
运行这个main函数,我们可以发现,我们需要等待3s之后才会打印这个对象。
其实delayqueue应用场景很多,比如定时关闭连接、缓存对象,超时处理等各种场景,下面我们就拿学生考试为例让大家更深入的理解delayqueue的使用。
首先,我们构造一个学生对象
然后在构造一个教师对象对学生进行考试
我们看一下运行结果:
通过运行结果我们可以发现,每个学生在指定开始时间到达之后就会“交卷”(取决于getdelay()方法),并且是先做完的先交卷(取决于compareto()方法)。
通过查看其源码可以看到,delayqueue内部实现用的是priorityqueue和一个lock:
linkedblockingqueue阻塞队列大小的配置是可选的,如果我们初始化时指定一个大小,它就是有边界的,如果不指定,它就是无边界的。说是无边界,其实是采用了默认大小为<code>integer.max_value</code>的容量 。它的内部实现是一个链表。
和arrayblockingqueue一样,linkedblockingqueue 也是以先进先出的方式存储数据,最新插入的对象是尾部,最新移出的对象是头部。下面是一个初始化和使linkedblockingqueue的例子:
priorityblockingqueue是一个没有边界的队列,它的排序规则和 <code>java.util.priorityqueue</code>一样。需要注意,priorityblockingqueue中允许插入null对象。
所有插入priorityblockingqueue的对象必须实现 <code>java.lang.comparable</code>接口,队列优先级的排序规则就是按照我们对这个接口的实现来定义的。
另外,我们可以从priorityblockingqueue获得一个迭代器iterator,但这个迭代器并不保证按照优先级顺序进行迭代。
下面我们举个例子来说明一下,首先我们定义一个对象类型,这个对象需要实现comparable接口:
然后我们把这些元素随机设置优先级放入队列中
看一下运行结果:
synchronousqueue队列内部仅允许容纳一个元素。当一个线程插入一个元素后会被阻塞,除非这个元素被另一个线程消费。