Java使用阻塞队列控制线程通信

ゝ一世哀愁。 2021-09-19 17:50 361阅读 0赞

**一 点睛**

阻塞队列主要用在生产者/消费者的场景，下面这幅图展示了一个线程生产、一个线程消费的场景：

![20190601145930983.png][]

负责生产的线程不断的制造新对象并插入到阻塞队列中，直到达到这个队列的上限值。队列达到上限值之后生产线程将会被阻塞，直到消费的线程对这个队列进行消费。同理，负责消费的线程不断的从队列中消费对象，直到这个队列为空，当队列为空时，消费线程将会被阻塞，除非队列中有新的对象被插入。

BlockingQueue的核心方法：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 方法\行为 </td> 
 <td> 抛异常&nbsp; </td> 
 <td> 特定的值 </td> 
 <td> 阻塞 </td> 
 <td> 超时 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 插入方法 </td> 
 <td> add(o) </td> 
 <td> offer(o)&nbsp; </td> 
 <td> put(o)&nbsp; </td> 
 <td> offer(o, timeout, timeunit) </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 移除方法 </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 <td> poll()，remove(o) </td> 
 <td> take() </td> 
 <td> &nbsp;poll(timeout, timeunit) </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 获取、不删除元素 </td> 
 <td> element() </td> 
 <td> peek()&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 <td> &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

行为解释：

1.抛异常：如果操作不能马上进行，则抛出异常。

2. 特定的值：如果操作不能马上进行，将会返回一个特殊的值，一般是true或者false。

3. 阻塞:如果操作不能马上进行，操作会被阻塞。

4. 超时:如果操作不能马上进行，操作会被阻塞指定的时间，如果指定时间没执行，则返回一个特殊值，一般是true或者false。

插入方法：

*  add(E e) : 添加成功返回true，失败抛IllegalStateException异常。
 *  offer(E e) : 成功返回 true，如果此队列已满，则返回 false。
 *  put(E e) :将元素插入此队列的尾部，如果该队列已满，则一直阻塞。

删除方法:

*  remove(Object o) :移除指定元素,成功返回true，失败返回false。
 *  poll() : 获取并移除此队列的头元素，若队列为空，则返回 null。
 *  take()：获取并移除此队列头元素，若没有元素则一直阻塞。

获取、不删除元素：

*  element() ：获取但不移除此队列的头元素，没有元素则抛异常。
 *  peek() :获取但不移除此队列的头；若队列为空，则返回 null。

**二 实战1**

1 代码

import java.util.concurrent.*;
 
 public class BlockingQueueTest
 {
 public static void main(String[] args)
 throws Exception
 {
 // 定义一个长度为2的阻塞队列
 BlockingQueue<String> bq = new ArrayBlockingQueue<>(2);
 bq.put("Java"); // 与bq.add("Java"、bq.offer("Java")相同
 bq.put("Java"); // 与bq.add("Java"、bq.offer("Java")相同
 System.out.println("打印1");
 bq.put("Java"); // ① 阻塞线程。
 System.out.println("打印2");
 }
 }

2 运行

打印1

**三 实战2**

1 代码

import java.util.concurrent.*;
 public class BlockingQueueTest
 {
 public static void main(String[] args)
 throws Exception
 {
 // 定义一个长度为2的阻塞队列
 BlockingQueue<String> bq = new ArrayBlockingQueue<>(2);
 bq.put("Java"); // 与bq.add("Java"、bq.offer("Java")相同
 bq.put("Java"); // 与bq.add("Java"、bq.offer("Java")相同
 System.out.println("打印1");
 //bq.put("Java"); // ① 阻塞线程。
 System.out.println("打印2");
 }
 }

2 运行

打印1
    打印2

**四 实战3**

1 代码

import java.util.concurrent.*;
 class Producer extends Thread
 {
 private BlockingQueue<String> bq;
 public Producer(BlockingQueue<String> bq)
 {
 this.bq = bq;
 }
 public void run()
 {
 String[] strArr = new String[]
 {
 "Java",
 "Struts",
 "Spring"
 };
 for (int i = 0 ; i < 5 ; i++ )
 {
 System.out.println(getName() + "生产者准备生产集合元素！");
 try
 {
 Thread.sleep(200);
 // 尝试放入元素，如果队列已满，线程被阻塞
 bq.put(strArr[i % 3]);
 }
 catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}
 System.out.println(getName() + "生产完成：" + bq);
 }
 }
 }
 class Consumer extends Thread
 {
 private BlockingQueue<String> bq;
 public Consumer(BlockingQueue<String> bq)
 {
 this.bq = bq;
 }
 public void run()
 {
 while(true)
 {
 System.out.println(getName() + "消费者准备消费集合元素！");
 try
 {
 Thread.sleep(200);
 // 尝试取出元素，如果队列已空，线程被阻塞
 bq.take();
 }
 catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}
 System.out.println(getName() + "消费完成：" + bq);
 }
 }
 }
 public class BlockingQueueTest2
 {
 public static void main(String[] args)
 {
 // 创建一个容量为1的BlockingQueue
 BlockingQueue<String> bq = new ArrayBlockingQueue<>(1);
 // 启动3条生产者线程
 new Producer(bq).start();
 new Producer(bq).start();
 new Producer(bq).start();
 // 启动一条消费者线程
 new Consumer(bq).start();
 }
 }

2 运行

Thread-1生产者准备生产集合元素！
    Thread-2生产者准备生产集合元素！
    Thread-0生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-0生产完成：[Java]
    Thread-0生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-2生产完成：[Java]
    Thread-2生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-3消费完成：[Struts]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-2生产完成：[Struts]
    Thread-2生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-0生产完成：[Struts]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-0生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[Java]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-1生产完成：[Java]
    Thread-1生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-2生产完成：[Spring]
    Thread-2生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-3消费完成：[Java]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-2生产完成：[Java]
    Thread-2生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-1生产完成：[Struts]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-1生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[Spring]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-1生产完成：[Spring]
    Thread-1生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-2生产完成：[Struts]
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-0生产完成：[Spring]
    Thread-0生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-1生产完成：[Java]
    Thread-1生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费完成：[Java]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-0生产完成：[Java]
    Thread-0生产者准备生产集合元素！
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-0生产完成：[Struts]
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！
    Thread-1生产完成：[Struts]
    Thread-3消费完成：[]
    Thread-3消费者准备消费集合元素！

[20190601145930983.png]: /images/20210724/586b6115698148d894b36e01964fe9fd.png