阻塞队列是一种特殊的队列，带有“阻塞特性”，也遵守队列 “先进先出” 的原则。阻塞队列是一种线程安全的数据结构，并且具有以下特性：
当队列满时，继续入队列就会阻塞，直到有其他线程从队列中取走元素。
当队列空时，继续出队列也会阻塞，直到有其他线程往队列中插入元素。
在多线程代码编程中，多个线程之间要进行数据交互，我们可以使用阻塞队列来简化代码的编写。
一、Java标准库：BlockingQueue接口
1、使用标准库中的阻塞队列
在 Java 标准库中内置了阻塞队列。如果我们需要在一些程序中使用阻塞队列，可以直接使用标准库中的 BlockingQueue 。
与BlockingQueue相关的具体的继承和实现关系如下：
collection接口------>Queue接口------>BlockingQueue接口----->7个实现类
- ArrayBlockingQueue：由数组结构组成的有界阻塞队列。它在构造的时候用户必须传入一个capacity。
2.LinkedBlockingQueue：由链表结构组成的有界阻塞队列，默认capacity为
Integer.MAX_VALUE。也可以自行指定capacity。
- PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列。
- DelayQueue：使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列。
- SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，它的容量为0.
- LinkedTransferQueue：由链表结构组成的无界阻塞队列。
- LinkedBlockingDeque：由链表结构组成的双向阻塞队列。
BlockingQueue 是一个接口，真正实现的类是 LinkedBlockingQueue（链表实现）和 ArrayBlockingQueue （顺序表实现）。
BlockingDeque<String> queue1 = new LinkedBlockingDeque<>(); BlockingDeque<String> queue2 = new ArrayBlockingQueue<>();
阻塞队列的核心方法主要有两个：阻塞队列~带有阻塞特性!!!
1.如果队列空,尝试出队列,就会阻塞等待.等待到队列不空为止2.
put() 用于阻塞式的入队列。put()方法会抛出 InterruptedException 异常，因为该方法可能会带来阻塞。而一旦阻塞了，就有可能被interrupt方法提前唤醒，此时就会抛出该异常（会带来阻塞的方法往往会抛出 InterruptedException 异常）。如果队列已满，尝试put()，就会阻塞等待，直到队列不满为止。
2.take() 用于阻塞式的出队列。如果队列空，尝试take()，也会阻塞等待，直到队列不空为止。
如下面代码所示，put 5 次后，执行take 6 次的操作。由于第6次出队列时队列已空，线程就会阻塞：
import java.util.concurrent.BlockingDeque; import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque; public class Test { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { BlockingDeque<String> queue = new LinkedBlockingDeque<>(); // 阻塞队列的和核心方法主要有两个 // 1. put() 入队列 queue.put("hello1"); queue.put("hello2"); queue.put("hello3"); queue.put("hello4"); queue.put("hello5"); // 2.take() 出队列 String ret = null; // 出队列 1 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); // 出队列 2 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); // 出队列 3 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); // 出队列 4 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); // 出队列 5 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); // 出队列 6 次 ret = queue.take(); System.out.println(ret); } }
BlockingQueue 也有 offer，poll， peek 等方法， 但是这些方法不带有阻塞特性。
2、生产者-消费者模型：多线程下阻塞队列应用
a.什么是生产者-消费者模型？
生产者-消费者模型这个概念很关键，是我们服务器开发中一种非常常见的写法。
可以用擀饺子皮和包饺子这两件事情来类比。假设过年有一桌子人围在一起准备饺子。每个人自己擀一个饺子皮，自己包一个；再擀一个，再自己包一个……这样的做法虽然能完成任务，但是并不高效：家里只有一根擀面杖，当一个人正在使用擀面杖的时候，剩下的几个人只能干等着，即使有多根擀面杖，但每个人都在不停地状态切换，也很费劲。
更常见的包法是一个人负责擀皮，另外几个人负责包（类似于流水线）。此时，就构成了生产者-消费者模型。
注意，生产者、消费者的角色是针对某个资源而言的，针对的资源不同，角色分配也就不同。对于饺子皮来说，负责擀皮的人就是生产饺子皮的，所以是生产者；负责包饺子的人是饺子皮的消耗饺子皮的，所以是消费者。
生产者和消费者之间交换数据，就需要用到一个交易场所。比如放饺子的盖帘：
这个交易场所就相当于是一个阻塞队列。如果擀饺子皮的人擀得很快，盖帘上一下子堆满了饺子皮，擀饺子皮的人就可以歇会儿；如果包饺子的包得很快，一下子把饺子皮都包完了，那包子饺子的就停下来等待擀饺子皮的人再擀点皮出来。
b.生产者-消费者模型是用来解决什么问题的？
生产者-消费者能解决很多问题，最主要的是两个方面：
第一，可以让上下游模块之间，更好地“解耦合”。
耦合指的是模块之间的关系是强还是弱，关联越强，耦合越高。而写代码追求的就是低耦合高内聚，避免代码牵一发动全身。（高内聚指的是将相关联的代码分门别类地规制起来。）
什么是耦合高的情况呢？考虑以下情景：有两台服务器A和B直接通信。
此时，如果要再加一个与A通信的C服务器，A的代码就必须作出很大调整。
而使用生产者-消费者模型，耦合就能够降低了。仍然有要进行通信的服务器A和服务器B，但此时它们不直接进行通信，A把它的请求发给一个阻塞队列服务器（也叫消息队列服务器。是把阻塞队列的功能单列出来，再扩充上更多的功能做成单独的服务器）。
A和B彼此不知道对方的存在，它们都只与阻塞队列服务器通信。此时B挂了，对A没有影响。如果再加一个C，此时直接让C从队列中获取请求即可，对于A的影响是非常小的。
A、B、C作为业务服务器，代码是不断在变化的；而阻塞队列服务器和业务无关，代码不太会变化，也就更稳定。因此，阻塞队列服务器挂的概率是远小于业务服务器的。
第二，使用生产者-消费者模型，可以削峰填谷。
仍然是两个服务器：
A与B直接通信的情况
如果此时A和B是直接调用的关系，A收到了请求峰值，B也同样会有这个峰值。假设A平时收到的请求是 10000个/s，而在某个时间点突然收到了 30000个/s，对于B来说，它的请求同样是 30000个/s。服务器在处理每个请求时，都要消耗一定的硬件资源，包括不限于CPU，内存，带宽等，如果某个硬件资源达到瓶颈，此时服务器就挂了。
如果B在设计时，没有考虑峰值处理的情况，B可能也就挂了，这就给系统的稳定性带来了极大的风险。但是，如果引入生产者-消费者模型，风险就大大降低了。
引入阻塞队列的情况
A不直接向B发送请求，而是向消息队列服务器发送请求。A收到的请求多了，队列中的元素也就多了，而此时的B仍然可以按照之前的速率来取元素。换句话说，队列帮B承担了压力。（队列没有业务，代码稳定，承担了压力也不容易挂。另外，A作为入口服务器，一般来说起到的效果就是调用一下其他服务武器，并把结果汇总，统一返回，业务比较简单，因此A服务器也不容易挂。而B服务器是有具体的业务的，B承担的工作量更大，单个请求吃的资源更多，也就更“娇贵”，更容易挂。）
假设流量高峰后还有个波谷，此时B仍然可以按照原有速率消费队列中之前积压的数据。
阻塞队列的削峰填谷作用与水库、湖泊对河流水量削峰填谷的作用是相似的。
这就像一条河流，当雨季时，天降暴雨（降水量达到峰值），河流上游的水量激增，下游的水量也会随之暴增。此时如果下游没有相应的排洪泄洪设施，河流下游就可能因为河水决堤而引发洪灾；另一方面，当旱季降水不足，上游水量供给减少，也会直接导致下游旱灾。而在中游建设一个水库，在雨季用于蓄洪，在旱季用于给下游开闸放水，此时就能一直保持河流下游水量适中且变化平缓了。如三峡大坝就是如此。
阻塞队列、三峡大坝等起到的效果与生产者-消费者模型起到的效果也是一致的。
二、使用 BlockingQueue 代码实现生产者-消费者模型
下面是使用BlockingQueue实现生产者-消费者模型模型的一个代码案例。注意，其中的生产者和消费者不一定只有一个，可以同时存在多个消费者和生产者。
import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; public class Main3 { public static void main(String[] args) { // 创建一个阻塞队列 BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>(); // 消费者 Thread t1 = new Thread(() -> { while(true) { try { int value = blockingQueue.take(); System.out.println("消费元素：" + value); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }); t1.start(); // 生产者 Thread t2 = new Thread(() -> { int value = 0; while(true) { try { System.out.println("生产元素: " + value); blockingQueue.put(value); value++; Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }); t2.start(); } }
运行结果：每隔一秒（1000ms）生产者会生产出一个元素，put进阻塞队列blockingQueue内；而消费者消费元素没有时间间隔，一旦blockingQueue中有元素，它就会take，立即进行消费；没有元素的时候消费者将阻塞等待生产者生产出元素。
生产者-消费者模型是阻塞队列BlockingQueue的应用。如何使用BlockingQueue是简单的，但关键还要掌握如何通过自己的代码实现BlockingQueue。
Java多线程基础-9：代码案例之阻塞队列（二）+
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