一心多用多线程-阻塞队列（1）-ArrayBlockingQueue

r囧r小猫 2022-07-15 04:27 213阅读 0赞

**线程阀**是一种线程与线程之间互相制约，交互的机制。

在日常生活中呀，我们常常会遇到一些生产者消费者的问题，当我们去吃自助餐的时候，是**厨师把菜做好(生产者提供)**，然后端到**自助加菜区(阻塞队列)**，大家可以自己拿着盘子**去加菜区里面加菜(消费者消耗)**。厨师把菜做好了不是第一时间给到顾客的手里，而是放到一个区域里面，用户再根据自己所需到加菜区里面加菜。**有时候厨师做的慢，那么顾客就得在选菜区等待厨师，有时候顾客吃的慢，那么厨师就得等待停止炒菜(线程阻塞)**。

那今天我们要讨论的是阻塞队列，也就是我们的选菜区，我们必须认识一下BlockingQueue接口，该接口规范了所有阻塞队列的基本操作。api摘录如下：

BlockingQueue 方法以四种形式出现，
    对于不能立即满足但可能在将来某一时刻可以满足的操作，
    这四种形式的处理方式不同：
    第一种是抛出一个异常，
    第二种是返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作），
    第三种是在操作可以成功前，无限期地阻塞当前线程，第四种是在放弃前只在给定的最大时间限制内阻塞。

下表中总结了这些方法：

![这里写图片描述][20161102135603900]

定义了对阻塞队列操作的方法，我们可以按照我们具体的业务需求去调用具体的方法。

而且接口还对阻塞队列进行了一些非方法外的约束：  
1.非空，生产者不能产出一个空对象  
2.阻塞队列是可限制容量的  
3.阻塞是线程安全的

介绍完了接口，我们来谈一谈具体的实现方式有哪些  
**一、底层为数组与链表的ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue的选菜区**  
其实这二者并没有多大的区别，只是底层数据缓存的数据结构不一样，一者是采用数组进行缓存，一者是根据链表进行缓存，都是构造成队列的形式。这两者都是有届的，就是说不会造成内存溢出问题。  
这里谈到一个公平性问题，用自己的话讲就是是否每个消耗线程获取资源的概率都是相等的，还是存在诧异状况。这是由猴子自己定的，需要谈到一点的是，公平性通常会降低吞吐量，但也减少了可变性和避免了“不平衡性”。

那这个选菜区到底是如何作用的呢？

public class BlockingQueueTest {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayBlockingQueue<String> valve = new ArrayBlockingQueue<>(10);// 定义一个数组阻塞队列，内部可存储空间为10个
            Thread fenOffer = new Thread(new Runnable() {
       // 定义一个生产线程
                        @Override
                        public void run() {
                            while (true) {
                                String s = "一盘肠粉";//资源
                                try {
                                    valve.put(s);//采用的是阻塞添加形式
                                } catch (InterruptedException e1) {
                                    e1.printStackTrace();
                                }// 提供一盘肠粉，当数组容量被填满时，就会被阻塞
                                System.out.println("生产了" + s);
                                try {
                                    Thread.sleep(2000);// 每二秒生产一盘肠粉
                                } catch (InterruptedException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
    
                            }
                        }
                    }, "肠粉阿伯");
            Thread fenConsumer = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    while (true) {
                        String s = null;
                        try {
                            s = valve.take();//采用的是阻塞消耗的形式
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println("消耗了" + s);
                        try {
                            Thread.sleep(5000);//每5秒消耗一个资源
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            });
    
            fenOffer.start();
            fenConsumer.start();
    
            while (true) {
                System.out.println("-------------------------------当前剩余肠粉：" + valve.size());//监视阻塞队列当前资源数
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

结果:

生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：1 消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：0 -------------------------------当前剩余肠粉：0 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：1 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：2 -------------------------------当前剩余肠粉：2 消耗了一盘肠粉
    生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：2 -------------------------------当前剩余肠粉：2 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：3 -------------------------------当前剩余肠粉：3 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：4 消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：3 -------------------------------当前剩余肠粉：3 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：4 -------------------------------当前剩余肠粉：4 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：5 消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：4 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：5 -------------------------------当前剩余肠粉：5 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：6 -------------------------------当前剩余肠粉：6 生产了一盘肠粉
    消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：6 -------------------------------当前剩余肠粉：6 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：7 -------------------------------当前剩余肠粉：7 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：8 消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：7 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：8 -------------------------------当前剩余肠粉：8 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：9 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：10 消耗了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：9 生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10 消耗了一盘肠粉
    生产了一盘肠粉
    -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10 -------------------------------当前剩余肠粉：10

由此可见，当我们生产者生产的资源数占满了队列的时候，就会开始阻塞，并等待下次队列有空位时再进入生产，很好的解决了生产者消费者问题

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