BlockingQueue

• BlockingQueue也是java.util.concurrent下的主要用來控制線程同步的工具。

• 主要的方法是：put、take一對阻塞存取；add、poll一對非阻塞存取。

  • 插入:
    • add(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則拋出異常,不好
      • offer(anObject):表示如果可能的話,將anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則返回false.
      • put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue沒有空間,則調用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里面有空間再繼續, 有阻塞, 放不進去就等待
  • 讀取：
    - poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的對象,若不能立即取出,則可以等time參數規定的時間,取不到時返回null; 取不到返回null
    - take():取走BlockingQueue里排在首位的對象,若BlockingQueue為空,阻斷進入等待狀態直到Blocking有新的對象被加入為止; 阻塞, 取不到就一直等
  • 其他
    - int remainingCapacity();返回隊列剩余的容量，在隊列插入和獲取的時候，數據可能不準, 不能保證數據的準確性
    - boolean remove(Object o); 從隊列移除元素，如果存在，即移除一個或者更多，隊列改 變了返回true
    - public boolean contains(Object o); 查看隊列是否存在這個元素，存在返回true
    - int drainTo(Collection<? super E> c); //移除此隊列中所有可用的元素,并將它們添加到給定 collection 中。取出放到集合中
    - int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements); 和上面方法的區別在于，指定了移 動的數量; 取出指定個數放到集合

• BlockingQueue有四個具體的實現類,常用的兩種實現類為：

  • ArrayBlockingQueue：

    • 一個由數組支持的有界阻塞隊列，規定大小的BlockingQueue,其構造函數必須帶一個int參數來指明其大小.其所含的對象是以FIFO(先入先出)順序排序的。

  • LinkedBlockingQueue：

    • 大小不定的BlockingQueue,若其構造函數帶一個規定大小的參數,生成的BlockingQueue有大小限制,若不帶大小參數,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE來決定.其所含的對象是以FIFO(先入先出)順序排序的。
    • LinkedBlockingQueue 可以指定容量，也可以不指定，不指定的話，默認最大是Integer.MAX_VALUE,其中主要用到put和take方法，put方法在隊列滿的時候會阻塞直到有隊列成員被消費，take方法在隊列空的時候會阻塞，直到有隊列成員被放進來。

  • LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue區別：

    • LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比較起來,它們背后所用的數據結構不一樣,導致LinkedBlockingQueue的數據吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在線程數量很大時其性能的可預見性低于ArrayBlockingQueue.

生產者代碼

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class TestBlockingQueueProducer implements Runnable {
    BlockingQueue<String> queue;
    Random random = new Random();

    public TestBlockingQueueProducer(BlockingQueue<String> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(random.nextInt(10));
                String task = Thread.currentThread().getName() + " made a product " + i;
                System.out.println(task);
                queue.put(task);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

消費者代碼

mport java.util.Random;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class TestBlockingQueueConsumer implements Runnable{  
    BlockingQueue<String> queue; 
    Random random = new Random();
    
    public TestBlockingQueueConsumer(BlockingQueue<String> queue){  
        this.queue = queue;  
    }        
    @Override  
    public void run() {  
        try {  
            Thread.sleep(random.nextInt(10));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "trying...");
            String temp = queue.take();//如果隊列為空，會阻塞當前線程  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get a job " +temp);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

測試代碼

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class TestBlockingQueue {
    
    public static void main(String[] args) {
        

        BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>(2);
        // BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
        // 不設置的話，LinkedBlockingQueue默認大小為Integer.MAX_VALUE
        // BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(2);
        TestBlockingQueueConsumer consumer = new TestBlockingQueueConsumer(queue);
        TestBlockingQueueProducer producer = new TestBlockingQueueProducer(queue);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(producer, "Producer" + (i + 1)).start();
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(consumer, "Consumer" + (i + 1)).start();
        }
        
        new Thread(producer, "Producer" + (5)).start();
    }
}

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