阻塞队列-BlockningQueue

阻塞队列的前言介绍引用于https://www.cnblogs.com/aspirant/p/8657801.html，写的挺好有兴趣可以看一看

一. 前言

在新增的Concurrent包中，BlockingQueue很好的解决了多线程中，如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类，为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利。本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员，包括他们各自的功能以及常见使用场景。

二. 认识BlockingQueue

阻塞队列，顾名思义，首先它是一个队列，而一个队列在数据结构中所起的作用大致如下图所示：
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　　从上图我们可以很清楚看到，通过一个共享的队列，可以使得数据由队列的一端输入，从另外一端输出；

常用的队列主要有以下两种：（当然通过不同的实现方式，还可以延伸出很多不同类型的队列，DelayQueue就是其中的一种）

先进先出（FIFO）：先插入的队列的元素也最先出队列，类似于排队的功能。从某种程度上来说这种队列也体现了一种公平性。

后进先出（LIFO）：后插入队列的元素最先出队列，这种队列优先处理最近发生的事件。

多线程环境中，通过队列可以很容易实现数据共享，比如经典的“生产者”和“消费者”模型中，通过队列可以很便利地实现两者之间的数据共享。假设我们有若干生产者线程，另外又有若干个消费者线程。如果生产者线程需要把准备好的数据共享给消费者线程，利用队列的方式来传递数据，就可以很方便地解决他们之间的数据共享问题。但如果生产者和消费者在某个时间段内，万一发生数据处理速度不匹配的情况呢？理想情况下，如果生产者产出数据的速度大于消费者消费的速度，并且当生产出来的数据累积到一定程度的时候，那么生产者必须暂停等待一下（阻塞生产者线程），以便等待消费者线程把累积的数据处理完毕，反之亦然。然而，在concurrent包发布以前，在多线程环境下，我们每个程序员都必须去自己控制这些细节，尤其还要兼顾效率和线程安全，而这会给我们的程序带来不小的复杂度。好在此时，强大的concurrent包横空出世了，而他也给我们带来了强大的BlockingQueue。（在多线程领域：所谓阻塞，在某些情况下会挂起线程（即阻塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤醒），下面两幅图演示了BlockingQueue的两个常见阻塞场景：
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如上图所示：当队列中没有数据的情况下，消费者端的所有线程都会被自动阻塞（挂起），直到有数据放入队列。

如上图所示：当队列中填满数据的情况下，生产者端的所有线程都会被自动阻塞（挂起），直到队列中有空的位置，线程被自动唤醒。

这也是我们在多线程环境下，为什么需要BlockingQueue的原因。作为BlockingQueue的使用者，我们再也不需要关心什么时候需要阻塞线程，什么时候需要唤醒线程，因为这一切BlockingQueue都给你一手包办了。

1.ArrayBlockingQueue

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（1）.抛出异常

    public static void main(String[] args) {BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);System.out.println(blockingQueue.add("a"));System.out.println(blockingQueue.add("b"));System.out.println(blockingQueue.add("c"));System.out.println(blockingQueue.add("c"));System.out.println(blockingQueue.element());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());}

结果
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（2）特殊值

    public static void main(String[] args) {BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);System.out.println(blockingQueue.offer("a"));System.out.println(blockingQueue.offer("b"));System.out.println(blockingQueue.offer("b"));System.out.println(blockingQueue.offer("b"));System.out.println(blockingQueue.peek());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());}

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（3）阻塞

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);blockingQueue.put("a");blockingQueue.put("b");blockingQueue.put("c");System.out.println("===========");System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());}

（4）超时

        System.out.println(blockingQueue.offer("a", 3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.offer("b", 3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.offer("c", 3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.offer("d", 3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.poll(3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.poll(3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.poll(3L, TimeUnit.SECONDS));System.out.println(blockingQueue.poll(3L, TimeUnit.SECONDS));

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2.SynchronizedQueue同步队列

SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列，也即单个元素的队列。
SynchronousQueue没有容量。
与其他BlockingQueue不同，SynchronousQueue是一个不存储元素的BlockingQueue。
每一个put操作必须要等待一个take操作，否则不能继续添加元素，反之亦然。

package JUC;import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class SynchronizedQueueDemo {public static void main(String[] args) {BlockingQueue<String> blockingQueue = new SynchronousQueue<>();new Thread(()->{try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put1");blockingQueue.put("1");System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put2");blockingQueue.put("2");System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put3");blockingQueue.put("3");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}},"A").start();new Thread(()->{try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\ttake出："+blockingQueue.take());TimeUnit.SECONDS.sleep(5);TimeUnit.SECONDS.sleep(5);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\ttake出："+blockingQueue.take());TimeUnit.SECONDS.sleep(5);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\ttake出："+blockingQueue.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}},"B").start();}
}