java 阻塞队列和非阻塞队列

野性酷女 2023-06-16 02:17 4阅读 0赞

# 1.阻塞队列和非阻塞队列的区别 #

阻塞队列可以阻塞，非阻塞队列不能阻塞，只能使用队列wait(),notify()进行队列消息传送。而阻塞队列当队列里面没有值时，会阻塞直到有值输入。输入也一样，当队列满的时候，会阻塞，直到队列不为空。

# 2.阻塞队列 #

*  ArrayBlockingQueue：基于数组实现的一个阻塞队列，在创建ArrayBlockingQueue对象时必须制定容量大小。并且可以指定公平性与非公平性，默认情况下为非公平的，即不保证等待时间最长的队列最优先能够访问队列。
 *  LinkedBlockingQueue：基于链表实现的一个阻塞队列，在创建LinkedBlockingQueue对象时如果不指定容量大小，则默认大小为Integer.MAX\_VALUE。
 *  PriorityBlockingQueue：以上2种队列都是先进先出队列，而PriorityBlockingQueue却不是，它会按照元素的优先级对元素进行排序，按照优先级顺序出队，每次出队的元素都是优先级最高的元素。注意，此阻塞队列为无界阻塞队列，即容量没有上限（通过源码就可以知道，它没有容器满的信号标志），前面2种都是有界队列。
 *  DelayQueue：基于PriorityQueue，一种延时阻塞队列，DelayQueue中的元素只有当其指定的延迟时间到了，才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue也是一个无界队列，因此往队列中插入数据的操作（生产者）永远不会被阻塞，而只有获取数据的操作（消费者）才会被阻塞。

# 3.阻塞队列和非阻塞队列的方法 #

## 1.**非阻塞队列**中的几个主要方法： ##

*  add(E e)：将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即队列已满），则会抛出异常；
 *  remove()：移除队首元素，若移除成功，则返回true；如果移除失败（队列为空），则会抛出异常；
 *  offer(E e)：将元素e插入到队列末尾，如果插入成功，则返回true；如果插入失败（即队列已满），则返回false；
 *  poll()：移除并获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null；
 *  peek()：获取队首元素，若成功，则返回队首元素；否则返回null

对于非阻塞队列，一般情况下建议使用offer、poll和peek三个方法，不建议使用add和remove方法。因为使用offer、poll和peek三个方法可以通过返回值判断操作成功与否，而使用add和remove方法却不能达到这样的效果。注意，非阻塞队列中的方法都没有进行同步措施。

## 2.**阻塞队列**中的几个主要方法： ##

**阻塞队列**包括了非阻塞队列中的大部分方法，上面列举的5个方法在阻塞队列中都存在，但是要注意这5个方法在阻塞队列中都进行了同步措施。

除此之外，阻塞队列提供了另外4个非常有用的方法：

put(E e)

take()

offer(E e,long timeout, TimeUnit unit)

poll(long timeout, TimeUnit unit)

这四个方法的理解：

put方法用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待；

take方法用来从队首取元素，如果队列为空，则等待；

offer方法用来向队尾存入元素，如果队列满，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果还没有插入成功，则返回false；否则返回true；

poll方法用来从队首取元素，如果队列空，则等待一定的时间，当时间期限达到时，如果取到，则返回null；否则返回取得的元素；

# 4.demo #

阻塞队列

>      
>     /**
>      * @program: test
>      * @description
>      * @author: dajitui
>      * @create: 2018-06-21 11:26
>      **/
>     public class zusheQueue {
>         private int queueSize = 10;
>         private ArrayBlockingQueue<Integer> queue =
>                 new ArrayBlockingQueue<Integer>(queueSize);
>      
>         public static void main(String[] args)  {
>             zusheQueue test = new zusheQueue();
>             Producer producer = test.new Producer();
>             Consumer consumer = test.new Consumer();
>      
>             producer.start();
>             consumer.start();
>         }
>      
>         class Consumer extends Thread{
>      
>             @Override
>             public void run() {
>                 consume();
>             }
>      
>             private void consume() {
>                 while(true){
>                     try {
>                         queue.take();
>                         System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+
>                                 queue.size()+"个元素");
>                     } catch (InterruptedException e) {
>                         e.printStackTrace();
>                     }
>                 }
>             }
>         }
>      
>         class Producer extends Thread{
>      
>             @Override
>             public void run() {
>                 produce();
>             }
>      
>             private void produce() {
>                 while(true){
>                     try {
>                         queue.put(1);
>                         System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+
>                                 (queueSize-queue.size()));
>                     } catch (InterruptedException e) {
>                         e.printStackTrace();
>                     }
>                 }
>             }
>         }
>     }

非阻塞队列

>     package backend.test;
>     import java.util.PriorityQueue;
>      
>     
>      
>     /**
>      * @program: test
>      * @description
>      * @author: dajitui
>      * @create: 2018-06-21 10:59
>      **/
>     public class feizusheQueue1
>     {
>         private int queueSize = 10;
>         private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
>      
>         public static void main(String[] args)  {
>             feizusheQueue test = new feizusheQueue  ();
>             Producer producer = test.new Producer();
>             Consumer consumer = test.new Consumer();
>      
>             producer.start();
>             consumer.start();
>         }
>      
>         class Consumer extends Thread{
>      
>             @Override
>             public void run() {
>                 consume();
>             }
>      
>             private void consume() {
>                 while(true){
>                     synchronized (queue) {
>                         while(queue.size() == 0){
>                             try {
>                                 System.out.println("队列空，等待数据");
>                                 queue.wait();
>                             } catch (InterruptedException e) {
>                                 e.printStackTrace();
>                                 queue.notify();
>                             }
>                         }
>                         queue.poll();          //每次移走队首元素
>                         queue.notify();
>                         System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+
>                                 queue.size()+"个元素");
>                     }
>                 }
>             }
>         }
>      
>         class Producer extends Thread{
>      
>             @Override
>             public void run() {
>                 produce();
>             }
>      
>             private void produce() {
>                 while(true){
>                     synchronized (queue) {
>                         while(queue.size() == queueSize){
>                             try {
>                                 System.out.println("队列满，等待有空余空间");
>                                 queue.wait();
>                             } catch (InterruptedException e) {
>                                 e.printStackTrace();
>                                 queue.notify();
>                             }
>                         }
>                         queue.offer(1);        //每次插入一个元素
>                         queue.notify();
>                         System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+
>                                 (queueSize-queue.size()));
>                     }
>                 }
>             }
>         }
>     }

可以看到阻塞队列不需要synchronized,或者调用wait（），notify()来进行队列交互。

使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

我们开发的时候尽量使用阻塞队列！

# 5. 关于wait和notify： #

## 5.1. wait（）方法 ##

简单地说，当我们调用wait（）时 -这会强制当前线程等待，直到某个其他线程在同一个对象上调用notify（）或notifyAll（）。

为此，当前线程必须拥有对象的监视器。根据Javadocs的说法，这可能发生在：

*  我们已经为给定对象执行了同步实例方法
 *  我们在给定对象上执行了synchronized块的主体
 *  通过为Class类型的对象执行同步静态方法

**请注意，一次只有一个活动线程可以拥有对象的监视器。**

这个wait（）方法带有三个重载签名。我们来看看这些。

### 5.1.1 wait（） ###

该wait（）方法导致当前线程无限期地等待，直到另一个线程要么调用notify（）此对象或notifyAll的（） 。

### 5.1.2 wait（long timeout） ###

使用此方法，我们可以指定一个超时，在该超时之后将自动唤醒线程。可以使用notify（）或notifyAll（）在达到超时之前唤醒线程。