并发之阻塞队列

叁歲伎倆 2023-10-09 19:08 100阅读 0赞

#### 阻塞队列 ####

*  Queue的实现类
 *  阻塞队列定义
 *  多线程领域的阻塞
 *  使用背景
 *  作用及其优点
 *  不得不阻塞时如何管理
 *   *  当阻塞队列是空时
     *  当阻塞队列是满时
     *  总结
 *  具体操作方法
 *   *  阻塞队列的核心方法
     *  从阻塞队列中获取元素常用的三个方法
     *  往阻塞队列中存放元素的三种方式
 *  阻塞队列用的地方
 *  多线程企业级模板口诀

## Queue的实现类 ##

Collection的实现类有List和Queue，Queue的实现类有BlockingQueue接口：

1.  **ArrayBlockingQueue**：由数组结构组成的有限阻塞队列。
2.  **LinkedBlockingQueue**：由链表结构组成的有界（大小默认Integer.MAX\_VLAUE）阻塞队列。
3.  PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列。
4.  DelayQueue：使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列。
5.  **SynchronousQueue**：不存储元素的阻塞队列，也即单个元素的队列。
6.  LinkedTransferQueue：由链表结构组成的无界阻塞队列。
7.  LinkedBlockingDeque：由链表结构组成的双向阻塞队列。

## 阻塞队列定义 ##

可以使拥挤的线程进行等待，避免失败率。

## 多线程领域的阻塞 ##

在某些情况下会挂起线程（阻塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤醒。

## 使用背景 ##

想要在多个线程之间传递数据，用一般的对象是不行的，比如我们常用的ArrayList和HashMap都不适合由多个线程同时操作，可能会造成数据丢失或者数据重复。

这是因为多个线程在执行的时候，执行的顺序是随机的。我们无法预判线程执行的先后顺序。可以说这完全取决于CPU。

## 作用及其优点 ##

使用BlockingQueue则可以在**多个线程之间安全地传递数据**。一般的队列是没有控制线程状态的功能的，为了体现这种队列的强大，让人一眼望去就知道，**它能让当前线程阻塞**，于是人们给它加了一个Blocking前缀。

BlockingQueue可以不用关心阻塞和唤醒，BlockingQueue全包。

## 不得不阻塞时如何管理 ##

### 当阻塞队列是空时 ###

从队列中获取元素的操作会被阻塞。

### 当阻塞队列是满时 ###

往队列里添加元素的操作会被阻塞。

### 总结 ###

以上可以理解为蛋糕店生产蛋糕，蛋糕柜空时，消费者阻塞；当蛋糕柜满时，生产者阻塞。

## 具体操作方法 ##

### 阻塞队列的核心方法 ###

以ArrayBlockingQueue为例。

1.  操作失败会抛出异常的是：add(e)，remove()，element()，其中element()是用于元素展示。
2.  操作成功和失败会返回true和false：offer(e)，poll()，peek()。
3.  阻塞：put(e), take()。
4.  超时退出：offer(e, time, unit), poll(time, unit)。

### 从阻塞队列中获取元素常用的三个方法 ###

1.  take() 死等
2.  poll(long, TimeUnit) 等一段时间
3.  poll 不等

### 往阻塞队列中存放元素的三种方式 ###

1.  put() 一直等
2.  offer(E, long, TimeUnit) 等一段时间
3.  offer(E) 不等

## 阻塞队列用的地方 ##

Synchronized-ReentrantLock

ReentrantLock的入参是肯定有一个队列的。

## 多线程企业级模板口诀 ##

让我们写多线程的时候，我们通常都会先写一个资源类，因为是线程操作资源类。

有几步需要注意（判断-干活-唤醒通知）：

1.  判断就是判断我们当前能不能干这个活，有没有抢占到这个资源。
2.  干活
3.  唤醒通知，需要严防多线程状态下的虚假唤醒。一般情况下，用if判断是肯定会有虚假唤醒的。我们需要使用while来判断。

**参考资料**：[【Java并发·10】阻塞队列 基础][Java_10_]