BlockingQueue阻塞队列公用方法

桃扇骨 2024-04-18 16:17 56阅读 0赞

并发队列分为阻塞队列和非阻塞队列，阻塞队列使用锁实现，非阻塞队列使用CAS非阻塞算法实现（[CAS（比较与交换，Compare and swap）][CAS_Compare and swap]是一种有名的无锁算法。CAS, CPU指令，在大多数处理器架构，包括IA32、Space中采用的都是CAS指令，CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。CAS的语义是“我认为V的值应该为A，如果是，那么将V的值更新为B，否则不修改并告诉V的值实际为多少”，CAS是项**乐观锁**技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。关于CAS具体解释可以点击[非阻塞同步算法与CAS(Compare and Swap)无锁算法][CAS_Compare and Swap]）

### BlockingQueue阻塞队列 ###

BlockingQueue是Java.util.concurrent包下重要的数据结构，BlockingQueue提供了线程安全的访问方式：当阻塞队列进行插入数据时，如果队列已满，线程将会阻塞等待队列非满；从阻塞队列取数据时，如果队列已空，线程将会阻塞等待直到队列非空。BlockingQueue的原理图：

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通常用于一个线程生产对象，而另外一个线程消费这些对象的场景

### BlockingQueue的方法 ###

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### BlockingQueue的实现类 ###

BlockingQueue只是一个接口，我们平常最主要的使用方式就是去使用它的实现类，如

**ArrayBlockingQueue**：ArrayBlockingQueue是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。有界也就意味着它不能够存储无限多数量的元素。它有一个同一时间能够存储元素数量的上限。我们可以在对其初始化的时候设定这个上限，但之后就无法对这个上限进行修改了（因为它是基于数组实现的，也就具有数组的特性：一旦初始化，就无法再修改大小）

**注意：它的数组是一个循环数组，当数量达到最大值，下一个元素的下标就又从0开始**

**DelayQueue**：DelayQueue对元素进行持有直到一个特定的延迟日期，注入其中的元素必须实现java.util.concurrent.Delayed接口

**LinkedBlockingQueue**：LinkedBlockingQueue内部以一个链式结构（链接节点）对其元素进行存储。可以选择是否为其定义上限，如果没有自定义，那上限就是Integer.MAX\_VALUE

**PriorityBlockingQueue**：PriorityBlockingQueue是一个无界的并发队列。它使用了和类java.util.PriorityQueue一样的排序规则。我们无法向这个队列插入null值，所有插入到PriorityBlockingQueue的元素必须实现java.util.Comparable接口。因此该队列中元素的排序规则取决于我们的Comparable实现

**SynchronousQueue**：SynchronousQueue是一个特殊的队列，内部只能容纳单个元素。如果该队列已经有一个元素，试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个线程将该元素出队。同样，如果队列为空，试图从队列中出队一个元素的线程将会阻塞，直到另一个线程入队一个新元素。据此，把这个类称作一个队列显然夸大其词了，它更多像是一个汇合点。

[CAS_Compare and swap]: http://en.wikipedia.org/wiki/Compare-and-swap
[CAS_Compare and Swap]: https://www.cnblogs.com/Mainz/p/3546347.html
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