说一说Java中的BlockingQueue

简介: 说一说Java中的BlockingQueue

一、BlockingQueue简介


阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是:

1.在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。

2.当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。

多线程环境中,通过队列可以很容易实现数据共享,比如经典的**“生产者”和“消费者”**模型中,通过队列可以很便利地实现两者之间的数据共享。假设我们有若干生产者线程,另外又有若干个消费者线程。如果生产者线程需要把准备好的数据共享给消费者线程,利用队列的方式来传递数据,就可以很方便地解决他们之间的数据共享问题。但如果生产者和消费者在某个时间段内,万一发生数据处理速度不匹配的情况呢?

理想情况下,如果生产者产出数据的速度大于消费者消费的速度,并且当生产出来的数据累积到一定程度的时候,那么生产者必须暂停等待一下(阻塞生产者线程),以便等待消费者线程把累积的数据处理完毕,反之亦然。然而,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自己控制这些细节,尤其还要兼顾效率和线程安全,而这会给我们的程序带来不小的复杂度。好在此时,强大的concurrent包横空出世了,而他也给我们带来了强大的BlockingQueue。(在多线程领域:所谓阻塞,在某些情况下会挂起线程(即阻塞),一旦条件满足,被挂起的线程又会自动被唤醒)


二、 BlockingQueue的核心方法


2.1放入数据

offer(anObject) 表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false.(本方法不阻塞当前执行方法的线程)

offer(E o, long timeout, TimeUnit unit) 可以设定等待的时间,如果在指定的时间内,还不能往队列中加入BlockingQueue,则返回失败。

put(anObject) 把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里面有空间再继续.

2.2 获取数据

poll(time) 取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null;

poll(long timeout, TimeUnit unit) 从BlockingQueue取出一个队首的对象,如果在指定时间内,队列一旦有数据可取,则立即返回队列中的数据。否则知道时间超时还没有数据可取,返回失败。

take() 取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入;

drainTo() 一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象(还可以指定获取数据的个数),通过该方法,可以提升获取数据效率;不需要多次分批加锁或释放锁。


三、BlockingQueue源码的实现


1.BlockingQueue使用的是ReentrantLock

2.当队列满的时候,会调用await()方法,signal()通知唤醒线程

3.BlockingQueue使用LockSupport.park(this)来停止线程, LockSupport是JDK中比较底层的类,用来创建锁和其他同步工具类的基本线程阻塞原语

4.java锁和同步器框架的核心 AQS: AbstractQueuedSynchronizer,就是通过调用 LockSupport .park()和 LockSupport .unpark()实现线程的阻塞和唤醒的。


四、BlockingQueue的成员


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