系列十一、阻塞队列

一、栈 vs 队列

栈：先进后出，后进先出，例如：弹夹

队列：先进先出，后进后出，例如：食堂排队打饭

二、阻塞队列

2.1、概览图

阻塞队列也是队列中的一种，在数据结构中的作用大致如下所示：

线程1往阻塞队列里面添加元素，线程2往阻塞队列里面移除元素。

2.2、作用

在多线程领域，所谓阻塞，就是某些线程在某些情况下回被挂起（即阻塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤起。那么为什么需要阻塞队列呢？好处是我们不需要关心什么时候需要阻塞线程，什么时候需要唤醒线程，以为这一切阻塞队列（BlockingQueue）都给你一手包办了。在concurrent包发布以前，在多线程环境下，我们每个程序员都必须去控制这些细节，尤其还要兼顾效率和安全，而这会给我们的程序带来不小的复杂度，有了阻塞队列以后，我们程序员就不用去关心这些细节了，由阻塞队列自动帮我们控制，大大地解脱了程序员的工作。

2.3、架构介绍

2.4、种类分析

2.4.1、ArrayBlockingQueue

由数组结构组成的有界阻塞队列。

2.4.2、LinkedBlockingQueue

由链表结构组成的有界（但大小默认值为integer.MAX_VALUE）阻塞队列。

2.4.3、PriorityBlockingQueue

支持优先级排序的无界阻塞队列。

2.4.4、DelayQueue

使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列。

2.4.5、SynchronousQueue

不存储元素的阻塞队列，也即单个元素的队列。

2.4.6、LinkedTransferQueue

由链表组成的无界阻塞队列。

2.4.7、LinkedBlockingDeque

由链表组成的双向阻塞队列。

2.5、核心方法

方法类型	抛出异常	特殊值	阻塞	超时
插入	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
检查	element()	peek()	不可用	不可用

2.6、案例代码

2.6.1、add() & remove() & element()

/**
 * @Author : 一叶浮萍归大海
 * @Date: 2023/11/20 19:21
 * @Description:
 */
public class BlockingQueueMainApp {

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        m1(blockingQueue);
    }

    /**
     * 第一组：add()、remove()、element()
     * @param blockingQueue
     */
    private static void m1(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        System.out.println(blockingQueue.element());

        System.out.println(blockingQueue.add("d"));
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
    }

}

2.6.2、offer() & poll() & peek()

public class BlockingQueueMainApp {

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        m2(blockingQueue);

    }

    /**
     * 第二组：offer() & poll() & peek()
     * @param blockingQueue
     */
    private static void m2(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
    }

}

2.6.3、put() & take()

public class BlockingQueueMainApp {

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        m3(blockingQueue);
    }

    /**
     * 第三组：put() & take()
     * @param blockingQueue
     */
    private static void m3(BlockingQueue<String> blockingQueue) {
        try {
            blockingQueue.put("a");
            blockingQueue.put("b");
            blockingQueue.put("c");
            System.out.println(blockingQueue.take());
            System.out.println(blockingQueue.take());
            System.out.println(blockingQueue.take());
            System.out.println(blockingQueue.take());
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

2.6.4、offer() & poll()

public class BlockingQueueMainApp {

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        try {
            System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
            System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
            System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
            System.out.println(blockingQueue.offer("c", 3L, TimeUnit.SECONDS));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}