（十三）J.U.C-BlockingQueue

BlockingQueue阻塞队列

主要应用场景：生产者消费者模型，是线程安全的

阻塞情况：

1、当队列满了进行入队操作

2、当队列空了的时候进行出队列操作

四套方法：

BlockingQueue提供了四套方法，分别来进行插入、移除、检查。每套方法在不能立刻执行时都有不同的反应。

• Throws Exceptions ：如果不能立即执行就抛出异常。
• Special Value：如果不能立即执行就返回一个特殊的值。
• Blocks：如果不能立即执行就阻塞
• Times Out：如果不能立即执行就阻塞一段时间，如果过了设定时间还没有被执行，则返回一个值

实现类：

• ArrayBlockingQueue：它是一个有界的阻塞队列，内部实现是数组，初始化时指定容量大小，一旦指定大小就不能再变。采用FIFO方式存储元素。
• DelayQueue：阻塞内部元素，内部元素必须实现Delayed接口，Delayed接口又继承了Comparable接口，原因在于DelayQueue内部元素需要排序，一般情况按过期时间优先级排序。

public interface Delayed extends Comparable<Delayed> {
    long getDelay(TimeUnit unit);
}
           

DalayQueue内部采用PriorityQueue与ReentrantLock实现。

public class DelayQueue<E extends Delayed> extends AbstractQueue<E>
    implements BlockingQueue<E> {

    private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
    ...
}
           

• LinkedBlockingQueue：大小配置可选，如果初始化时指定了大小，那么它就是有边界的。不指定就无边界（最大整型值）。内部实现是链表，采用FIFO形式保存数据。

public LinkedBlockingQueue() {
    this(Integer.MAX_VALUE);//不指定大小，无边界采用默认值，最大整型值
}
           

• PriorityBlockingQueue:带优先级的阻塞队列。无边界队列，允许插入null。插入的对象必须实现Comparator接口，队列优先级的排序规则就是按照我们对Comparable接口的实现来指定的。我们可以从PriorityBlockingQueue中获取一个迭代器，但这个迭代器并不保证能按照优先级的顺序进行迭代。

public boolean add(E e) {//添加方法
    return offer(e);
}
public boolean offer(E e) {
    if (e == null)
        throw new NullPointerException();
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    int n, cap;
    Object[] array;
    while ((n = size) >= (cap = (array = queue).length))
        tryGrow(array, cap);
    try {
        Comparator<? super E> cmp = comparator;//必须实现Comparator接口
        if (cmp == null)
            siftUpComparable(n, e, array);
        else
            siftUpUsingComparator(n, e, array, cmp);
        size = n + 1;
        notEmpty.signal();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
    return true;
}
           

• SynchronusQueue：只能插入一个元素，同步队列，无界非缓存队列，不存储元素。

作为BlockingQueue中的一员，SynchronousQueue与其他BlockingQueue有着不同特性：

1. SynchronousQueue没有容量。与其他BlockingQueue不同，SynchronousQueue是一个不存储元素的BlockingQueue。每一个put操作必须要等待一个take操作，否则不能继续添加元素，反之亦然。
2. 因为没有容量，所以对应 peek, contains, clear, isEmpty … 等方法其实是无效的。例如clear是不执行任何操作的，contains始终返回false,peek始终返回null。
3. SynchronousQueue分为公平和非公平，默认情况下采用非公平性访问策略，当然也可以通过构造函数来设置为公平性访问策略（为true即可）。
4. 若使用 TransferQueue, 则队列中永远会存在一个 dummy node（这点后面详细阐述）。

SynchronousQueue非常适合做交换工作，生产者的线程和消费者的线程同步以传递某些信息、事件或者任务。