多線程（二）阻塞隊列

先分享個有趣的故事給大家，是女大學生被男老師追求的事情，故事的結局不是你們想的那種老牛喫嫩草，喫不到就用強的那種，男的40，女的19，我個人感覺男的比較虛僞的認真了，這是我的個人看法，也可以說他愛的太深了，這個反正我是不太信，女的有點優柔寡斷，明明不喜歡說出來就好，以怕掛科爲理由，一直和老師瞎扯正義和大道理，現在的老師還不至於無緣無故就掛你科。故事到這了，不說了，反正戀愛的請珍惜，分手的祝你分手快樂祝你找個更好的，單身的對自己好點（愛護自己的雙手）。

隊列中的生產者和消費者
生產者：是往隊列裏添加元素的線程
消費者：是從隊列裏拿元素的線程
阻塞隊列就是容器，存放元素（別矇蔽好吧，元素就是object）
阻塞場景
1）當隊列中沒有數據的情況下，消費者端的所有線程被掛起（也就是阻塞了），直到有數據存放入隊列
2）當隊列中填滿數據的情況下，生產者端的所有線程被掛起，直到隊列中有空的位置，線程被自動喚醒

2.定義

符合1.2中兩種場景的隊列，稱爲阻塞隊列

3.核心方法

放入數據的方法：

offer(anObject)：表示將anObject放入到隊列BlockingQueue中，BlockingQueue中可以容納就返回true，否則返回false。（本方法是不會阻塞當前執行方法的線程，反回false，有了解嗎？）
offer(E o,long timeout,TimeUnit unit)：可以設定等待時間。如果在指定時間內還不能往隊列中加入BlockingQuere，則返回false。
put(anObjiect)：和offer是一樣的，但是失敗它不會返回false，會直接阻塞當前方法的線程。

獲取數據的方法：

poll(long timeout,TimeUnit unit)：從BlockingQueue中取出隊首的對象。在指定時間內，隊列一旦有數據可取，則立即返回隊列中的數據，否則超過時間就返回失敗。
take()：取走BlockingQueue裏排在首位的對象。若BlockingQueue爲空，則阻斷進入等待狀態，直到BlockingQueue有新的數據被加入。
drainTo()：一次性從BlockingQueue獲取所有可用的數據對象（還可以指定獲取數據的個數）。通過該方法，可以提升獲取數據的效率；無需多次分批加鎖或者釋放鎖。

當然不單單就這6個方法，你可以點看一下，我就不一一介紹了。

4.java中阻塞隊列種類

ArrayBlockingQueue：由數組結構組成的有界阻塞隊列
LinkedBlockingQueue：由鏈表結構組成的有界組賽隊列
PriorityBlockingQueue：支持優先級排序的無界組賽隊列
DelayQueue：使用優先級排序的無界阻塞隊列
SynchronousQueue：不存儲元素的組賽隊列
LinkedTransferQueue：由鏈表結構組成的無界組賽隊列
LinkedBlockingDeque：由鏈表結構組成的雙向阻塞隊列

特點：
1.通常情況下，用前兩種就足夠了。

2.PriorityBllockingQueue不能保證同優先級元素的順序。

3.DelayQueue指定元素到期的時間，只有在元素到期時才能從隊列中取走。

4.SynchronousQueue嚴格來說它並不是容器。由於隊列沒有容量，因此不能調用peek操作（返回隊列頭元素）

5.LinkedTransferQueue實現了一個重要接口TransferQueue該接口有5個方法，其中有3個比較重要的方法，一個是transfer(E e)如果沒有消費者等待接受數據，會把元素插入到隊列尾部，隊列進入阻塞狀態，直到有消費者取走該元素，tryTransfer(E e)看名字就知道不會阻塞線程，當然也可以給它傳入時間，在指定的時間內元素未被消費者獲取則返回false。

6.LinkedBlockingDeque是雙向的隊列，多線程同時入隊時減少了一半的競爭。其中的First單詞結尾的方法表示插入、獲取或者移除雙端隊列的第一個元素；以Last單純結尾的方法，表示插入、獲取或者移除雙端隊列的最後一個元素。

5.實現原理（源碼查看）

老規矩，打開我們的Source Insight 4.0，我以ArrayBlockingQueue爲例，搜索看一下這個類定義了那些變量

我們維護的是一個Object的數組，takeIndex和putIndex分別表示隊首元素和隊尾元素的下標，count表示隊列元素的個數，lock則是一個可重入鎖，notEmpty和notFull是等待條件。在看看關鍵方法put

可以看出，先獲取鎖，在判斷當前元素個數是否等於數組長度，如果相等，則調用notFull.await()進行等待。當此線程被其他線程喚醒時，通過enqueue(e)方法插入元素，最後解鎖。在看看enqueue(e)方法

插入成功後，就通過notEmpty.signal()喚醒正在等待取元素的線程。再來看看take方法。

這個應該差不多懂了吧，和put方法類似，如果可以取，就通過dequeue方法取得元素，我們在看看dequeue方法得源碼。

和enqueue方法類似，在獲取元素後，通過等待條件notFull的signal方法喚醒正在等待插入元素的線程。

6.使用場景

第一種使用Object.wait()、Object.notify()和非阻塞隊列實現生產者-消費者模式

package com.example.syt.myapplication;

import java.util.PriorityQueue;

/**
 * Created by syt on 2019/4/15.
 */

public class Test {
    private int queueSize=10;
    private PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<Integer>(queueSize);

    public static void main(String[] args) {
        Test test=new Test();
        Producer producer=test.new Producer();
        Consumer consumer=test.new Consumer();
        producer.start();
        consumer.start();
    }
    class Consumer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                synchronized (queue){
                    while (queue.size()==0){
                        try{
                            System.out.println("隊列空，等待數據");
                            queue.wait();
                        }catch (InterruptedException e){
                            e.printStackTrace();
                            queue.notify();
                        }
                    }
                    //每次移走隊首元素
                    queue.poll();
                    queue.notify();
                }
            }
        }
    }
    class Producer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                synchronized (queue){
                    while (queue.size()==queueSize){
                        System.out.println("隊列滿，等待有餘空間");
                        try {
                            queue.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                            queue.notify();
                        }
                    }
                    //每次插入一個元素
                    queue.offer(1);
                    queue.notify();
                }
            }
        }
    }
}

在看看我們使用阻塞隊列去實現生產者-消費者模式

package com.example.syt.myapplication;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;

/**
 * Created by syt on 2019/4/15.
 */

public class Test {
    private int queueSize=10;
    private LinkedBlockingDeque<Integer> queue=new LinkedBlockingDeque<Integer>(queueSize);

    public static void main(String[] args) {
        Test test=new Test();
        Producer producer=test.new Producer();
        Consumer consumer=test.new Consumer();
        producer.start();
        consumer.start();

    }
    class Consumer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                try {
                    queue.take();
                    System.out.println("取隊首");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    class Producer extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            try {
                queue.put(1);
                System.out.println("往隊列加一個");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

總結

阻塞隊列的特點：隊空時消費阻塞，隊滿時生產阻塞。多線程消費數據起到了加速消費的作用，使得生產的數據不會在隊裏積壓過多，而生產的數據也不會丟失處理了。

多線程（二）阻塞隊列

目錄

1.常用的阻塞場景

2.定義

3.核心方法

4.java中阻塞隊列種類

5.實現原理（源碼查看）

6.使用場景

總結

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