29、java中阻塞队列

　　阻塞队列与普通队列的区别在于，当队列是空的时，从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加元素的操作会被阻塞。试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样，试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞，直到其他的线程使队列重新变得空闲起来，如从队列中移除一个或者多个元素，或者完全清空队列，下图展示了如何通过阻塞队列来合作：

线程1往阻塞队列中添加元素，而线程2从阻塞队列中移除元素

使用BlockingQueue的关键技术点如下:

1.BlockingQueue定义的常用方法如下:

　　  1)add(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则招聘异常
 
        2)offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false.
 
        3)put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,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.
 
        4)poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null
 
        5)take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到Blocking有新的对象被加入为止

2.BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类

　　 1)ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的.
 
        2)LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,若不带大小参数,所生成的BlockingQueue　　　　           的大小由Integer.MAX_VALUE来决定.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的
 
        3)PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序.
 
        4)SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的.

3.LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在线程数　　　　 量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue.

下面进行案例说明

本例介绍一个特殊的队列:BlockingQueue,如果BlockQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒.同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue里有空间才会被唤醒继续操作.

本例再次实现11.4线程----条件Condition中介绍的篮子程序,不过这个篮子中最多能放的苹果数不是1,可以随意指定.当篮子满时,生产者进入等待状态,当篮子空时,消费者等待.

publicclass BlockingQueueTest {

/**定义装苹果的篮子*/

publicstaticclass Basket{

//篮子,能够容纳3个苹果

BlockingQueue<String>basket =new ArrayBlockingQueue<String>(3);

//生产苹果,放入篮子

public void produce()throws InterruptedException{

　　　　　　　　 //put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置

basket.put("An apple");

}

//消费苹果,从篮子中取走

public String consume()throws InterruptedException{

//take方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止

returnbasket.take();

}

}

//测试方法

public static void testBasket(){

final Basket basket =new Basket();//建立一个装苹果的篮子

//定义苹果生产者

class Producer implements Runnable{

public void run(){

try{

while(true){

//生产苹果

System.out.println("生产者准备生产苹果: " + System.currentTimeMillis());

basket.produce();

System.out.println("生产者生产苹果完毕: " + System.currentTimeMillis());

//休眠300ms

Thread.sleep(300);

}

}catch(InterruptedException ex){

}

}

}

//定义苹果消费者

class Consumer implements Runnable{

publicvoid run(){

try{

while(true){

//消费苹果

System.out.println("消费者准备消费苹果: " + System.currentTimeMillis());

basket.consume();

System.out.println("消费者消费苹果完毕: " + System.currentTimeMillis());

//休眠1000ms

Thread.sleep(1000);

}

}catch(InterruptedException ex){

}

}

}

ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

Producer producer =new Producer();

Consumer consumer =new Consumer();

service.submit(producer);

service.submit(consumer);

//程序运行5s后,所有任务停止

try{

Thread.sleep(5000);

}catch(InterruptedException ex){

}

service.shutdownNow();

}

public static void main(String[] args){

BlockingQueueTest.testBasket();

}

}