一，BlockingQueue
在最常见的使用到这个阻塞队列的地方，就是我们耳熟能详的线程池里面了，作为我们线程池的一大最大参与者，也是AQS的一个具体实现，因此可以好好的深入了解一下这个BlockingQueue阻塞队列。
用一句话描述这个阻塞队列就是：它是线程的一个通信工具，在任意时刻，不管并发有多高，在单jvm进程上，同一时间永远只有一个线程能够对队列进行入队和出队的操作，它的特性是在任意时刻只有一个线程可以进行take或者put操作。因此这个队列是一个线程安全的队列。
比较适用于生产者和消费者的场景，因此适用的应用场景如下
线程池，springCloud-Eureka的三级缓存，Nacos，Netty，RakectMq等
所有的阻塞队列都都实现了对这个BlockingQueue接口
public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E>
1，主要常用的队列有如下
ArrayBlockingQueue： 由数组支持的有界队列
LinkedBlockingQueue： 由链接节点支持的可选有界队列
PriorityBlockingQueue： 由优先级堆支持的无界优先级队列
DelayQueue： 由优先级堆支持的、基于时间的调度队列
2，基本工作原理实现如下
1，以一个有界队列为例，首先消费者这边获取到锁，然后会生产商品，然后会往队列中填满数据，队列填满之后，生产者端会进行阻塞，同时会释放这把锁，并且会通知这个消费者赶紧去消费。当然内部也做了很多事情，不一定就是说一定要阻塞队列满了之后才会去唤醒生产者去消费，而是消费者那边也会有一个监听事件，只有队列不为空，就会有这个消费者来消费。
2，消费者在接收到生产者的通知之后呢，就会先去获取到这把锁，然后对里面的产品进行消费，当队列里面的产品都被消费完成之后，消费者这边又会释放这把锁，然后将自身阻塞，并同时去唤醒这个生产者继续生产产品。
3，生产者又获取到锁，然后重复执行第一步。
3，基本api使用如下
二，源码剖析
在了解过一定的工作原理之后，接下来可以对源码分析一波。
2.1，ArrayBlockingQueue
这里主要通过这个ArrayBlockingQueue为例，来描述一下这个阻塞队列的工作流程
这个构造方法里面有如下参数
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.items = new Object[capacity]; lock = new ReentrantLock(fair); //非公平锁 notEmpty = lock.newCondition(); //条件对象，用于唤醒指定线程 notFull = lock.newCondition(); //条件对象 }
生产者会向队列中put产品，生产者后会持有锁，此时会向队列中存放产品，如果队列满了，则会阻塞自己，并且在最后会释放锁。
public void put(E e) throws InterruptedException { checkNotNull(e); final ReentrantLock lock = this.lock; //生产者加锁 lock.lockInterruptibly(); try { while (count == items.length) //如果队列满了，则会阻塞 notFull.await(); enqueue(e); } finally { lock.unlock(); //释放锁 } }
既然涉及到ReentrantLock，那么就用从之前的AQS里面讲起了，这里面这要是一个CLH同步等待队列，由一个双向链表和一个同步阻塞器组成，同步阻塞器会有一个state和一个exclusiveOwnerThread状态组成，state=0表示当前没有对象获取到锁，可以来竞争锁。每个结点由一个前驱指针和一个后继指针，并且里面有一个waitStatus等待状态，该状态主要表示下一个结点的存活状态。
这里的话不会像之前一样使用这个CLH同步等待队列，而是加入了一种新的Condition条件等待队列，如下图。由firstWaiter和nextWaiter组成的单向链表队列，里面的waitStatus为CONDITION:-2 。也就是说如果当前生产者结点后面的结点又是一个生产者节点，因为期间可能存在多个生产者的线程，而为了唤醒接下来的消费者，就会创建一个条件等待队列，去存储后面的生产者结点。
就是说在CLH同步等待队列中，当前结点为生产者的话，在阻塞队列满了之后，如果CLH中的下一个节点还是生产者，则会将waitStatus的状态设置成-2，并将下一个节点移动到这个条件等待队列里面并进行排队，如果下一个结点还是，又会将下一个结点移动到这个条件等待队列里面并进行排队。知道下一个结点是消费者为止。
await()释放锁的流程如下
public final void await() throws InterruptedException { //线程是否被中断，如果被中断，直接抛异常 if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); //条件等待队列，会构建一个新的队列 Node node = addConditionWaiter(); //释放锁，并对对应的结点进行唤醒操作 int savedState = fullyRelease(node); int interruptMode = 0; //判断当前结点是在条件队列里面还是在同步队列里面 while (!isOnSyncQueue(node)) { LockSupport.park(this); if ((interruptMode = checkInterruptWhileWaiting(node)) != 0) break; } if (acquireQueued(node, savedState) && interruptMode != THROW_IE) interruptMode = REINTERRUPT; if (node.nextWaiter != null) // clean up if cancelled unlinkCancelledWaiters(); if (interruptMode != 0) reportInterruptAfterWait(interruptMode); }
构建条件等待队列如下
private Node addConditionWaiter() { Node t = lastWaiter; // If lastWaiter is cancelled, clean out. if (t != null && t.waitStatus != Node.CONDITION) { unlinkCancelledWaiters(); t = lastWaiter; } Node node = new Node(Thread.currentThread(), Node.CONDITION); if (t == null) firstWaiter = node; else t.nextWaiter = node; lastWaiter = node; return node; }
出队，消费者在获取产品时，产品就会出队，与此同时，在队列出队成功之后，队列中就会有一个空位，会调用notFull.signal()方法，通知生产者可以去生产产品了。并将这个条件等待队列放回这个CLH队列里面，只有在CLH队列里面才会获取锁。最后在CLH中才能进行unPark释放锁的操作。
private E dequeue() { // assert lock.getHoldCount() == 1; // assert items[takeIndex] != null; final Object[] items = this.items; @SuppressWarnings("unchecked") E x = (E) items[takeIndex]; items[takeIndex] = null; if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--; if (itrs != null) itrs.elementDequeued(); //队列中有空位，通知生产者生产产品 notFull.signal(); return x; }
消费者获取产品
public E take() throws InterruptedException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { while (count == 0) notEmpty.await(); return dequeue(); } finally { lock.unlock(); } }
三，总结
BlockingQueue也是基于这个AQS的方式实现的，主要是利用这个生产者和消费者这个模型来实现。通过这个AQS中的CLH同步队列来对节点的锁的阻塞和释放，期间利用了这个条件等待队列来实现，如果存在多个生产者的线程的情况下，就会将这些线程加入到一个条件等待的队列里面。并将这个节点的状态改为-2，condition状态。在全部进入条件等待队列之后，这个锁还在并没有释放，因此最后又需要将这个条件等待队列里面的结点加回到CLH同步队列中，再进行排队的释放这个锁。结点出队的时候，然后生产者会通过一个singal监听这个消费者，每当这个阻塞队列里面出队，有一个位置的的时候，生产者就会生产这个产品。消费者也会监听这个队列，队列中只要不为空，就回去消费队列中的产品。
获取锁的条件
只有在CLH队列里等待的Node结点并且前驱结点的 waitStatus 为sinal = -1的可被唤醒的结点。
条件队列里面的这些节点是不能获取到锁的。
