在實際的軟體開發過程中，經常會遇到如下場景：某個子產品負責産生資料，這些資料由另一個子產品負責處理。
産生資料的子產品形象地稱為生産者；
而處理資料的子產品就稱為消費者。
生産者和消費者之間通常還有一個緩沖，生産者把資料放入緩沖，而消費讀取緩沖中的資料，這樣的好處是：
1.支援解耦：生産者和消費者不需要知道對方的資訊，比如郵件投遞，隻需要把郵件交給郵差就行，郵差如何把郵件送到，使用者不需要關心。
2.異步：生産者把資料放入緩存即可傳回，不需要等待消費者處理完畢。這樣的好處是提高了生産者的性能。
3.隔離：生産子產品和消費子產品出現異常不會互相影響。比如生産者出現異常無法生産資料，但不影響消費者消費。
反之，如果消費子產品暫時出了問題不能消費，那麼生産者還可以把資料放入緩沖，消費者從故障中恢複後可以繼續消費資料。
這種緩沖在 Java 中通過 BlockingQueue 子類實作。消息中間件（比如 RabbitMQ）也提供了這種緩沖功能，如下圖所示。
示意圖
盡管提供了隔離特性，但當消費者出現故障或消費資料緩慢時，生産者産生的資料放入隊列逐漸累積成海量資料，将導緻隊列所在的系統出現記憶體溢出等故障。
即使消費者端的故障恢複，但也可能消費過時的資料。一般處理方法是丢棄，或者在丢棄前儲存資料，比如 RabbitMQ提供死信來儲存丢棄的資料。
BlockingQueue 類實作了緩沖，線程生成的資料放到 BlockingQueue 中，消費線程從BlockingQueue 中獲得資料。
BlockingQueue 的核心方法如下：
一、 放入資料：
m offer(anObject)：表示如果可能的話，将 anObject 加到 BlockingQueue 中，即如果BlockingQueue 可以容納，則傳回 true，否則傳回 false。
m offer(E o, long timeout, TimeUnit unit)：可以設定等待的時間，如果在指定的時間内，還不能往隊列中加入 BlockingQueue，則傳回失敗。
m put(anObject)：把 anObject 加到 BlockingQueue 中，如果 BlockQueue 沒有空間，則調用此方法的線程被阻斷，直到 BlockingQueue 裡面有空間再繼續加入。
二、擷取資料：
m poll(time)：取走 BlockingQueue 中排在首位的對象，若不能立即取出，則可以等 time參數規定的時間過後再取，取不到時傳回 null。
m poll(long timeout, TimeUnit unit)：從 BlockingQueue 取出一個隊首的對象，如果在指定時間内，隊列一旦有資料可取，則立即傳回隊列中的資料。否則直到時間逾時還沒有資料可取，傳回失敗。
m take()：取走 BlockingQueue 中排在首位的對象，若 BlockingQueue 為空，則阻斷進入等待狀态直到 BlockingQueue 有新的資料被加入。
m drainTo()：一次性從 BlockingQueue 中擷取所有可用的資料對象（還可以指定擷取資料的個數），通過該方法可以提升擷取資料效率；不需要多次分批加鎖或釋放鎖。
常見的 BlockingQueue 有如下圖所示的子類。
ArrayBlockingQueue：基于數組的阻塞隊列實作，在 ArrayBlockingQueue 内部維護了一個定長數組，以便緩存隊列中的資料對象。
是以 ArrayBlockingQueue 容納的資料是有限的，如果隊列滿，則生産者線程無法再放入新的資料，線程阻塞。
我們還可以控制 ArrayBlockingQueue 的内部鎖是否采用公平鎖，預設采用非公平鎖。
LinkedBlockingQueue：基于連結清單的阻塞隊列，同 ArrayListBlockingQueue 類似，其内部也維持着一個資料緩沖隊列，該隊列由一個連結清單構成，連結清單既可以固定大小，也可以不限制容量。
在不限制容量情況下，如果生産者的速度大于消費者的速度，則LinkedBlockingQueue 的容量會不斷增加，系統記憶體就有可能被消耗殆盡。
實際系統建議使用固定大小的 ArrayListBlockingQueue。
因為 LinkedBlockingQueue 内部是連結清單構成的，是以每次新增資料都會建立一個 Node對象，消費資料後删除 Node 對象，這樣會造成垃圾回收負擔。
從性能角度看，不如ArrayBlockingQueue 性能好，對虛拟機影響較大。
PriorityBlockingQueue：基于優先級的無大小限制的隊列，通過構造函數傳入的Comparator 對象來決定優先級。
BlockingQueue 都是先進先出的，PriorityBlockingQueue可以設定元素的優先級，比如優先級高的請求放入 PriorityBlockingQueue，會優先被處理。
DelayQueue：DelayQueue 是一個沒有限制容量的隊列，隻有當元素指定的延遲時間到了，才能夠從隊列中擷取到該元素。
SynchronousQueue：一種無緩沖的等待隊列，線程調用 take 擷取元素，必須等待另外一個線程調用 put 設定 SynchronousQueue 隊列的元素，隊列沒有任何容量，這是一種快速傳遞元素的方式。
也就是說，在這種情況下，元素總是以最快的方式從插入者（生産者）傳遞給移除者（消費者），這在多任務隊列中是最快的處理任務的方式。HikariCP連接配接池使用 SynchronousQueue 來擷取一個可用的資料庫連接配接。
内容摘自《高性能Java系統權威指南》第三章
李家智 著
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