什么是阻塞队列？

阻塞队列是一个在队列基础上又支持了两个附加操作的队列。

2个附加操作：

支持阻塞的插入方法：队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。

支持阻塞的移除方法：队列空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。

阻塞队列的应用场景

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是向队列里添加元素的线程，消费者是从队列里取元素的线程。简而言之，阻塞队列是生产者用来存放元素、消费者获取元素的容器。

几个方法

在阻塞队列不可用的时候，上述2个附加操作提供了四种处理方法

方法\处理方式	抛出异常	返回特殊值	一直阻塞	超时退出
插入方法	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除方法	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
检查方法	element()	peek()	不可用	不可用

JAVA里的阻塞队列

JDK 7 提供了7个阻塞队列，如下

1、ArrayBlockingQueue 数组结构组成的有界阻塞队列。

此队列按照先进先出（FIFO）的原则对元素进行排序，但是默认情况下不保证线程公平的访问队列，即如果队列满了，那么被阻塞在外面的线程对队列访问的顺序是不能保证线程公平（即先阻塞，先插入）的。

2、LinkedBlockingQueue一个由链表结构组成的有界阻塞队列

此队列按照先出先进的原则对元素进行排序

3、PriorityBlockingQueue 支持优先级的无界阻塞队列

4、DelayQueue 支持延时获取元素的无界阻塞队列，即可以指定多久才能从队列中获取当前元素

5、SynchronousQueue不存储元素的阻塞队列，每一个put必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素。并且他支持公平访问队列。

6、LinkedTransferQueue由链表结构组成的无界阻塞TransferQueue队列。相对于其他阻塞队列，多了tryTransfer和transfer方法

transfer方法

如果当前有消费者正在等待接收元素（take或者待时间限制的poll方法），transfer可以把生产者传入的元素立刻传给消费者。如果没有消费者等待接收元素，则将元素放在队列的tail节点，并等到该元素被消费者消费了才返回。

tryTransfer方法

用来试探生产者传入的元素能否直接传给消费者。，如果没有消费者在等待，则返回false。和上述方法的区别是该方法无论消费者是否接收，方法立即返回。而transfer方法是必须等到消费者消费了才返回。

7、LinkedBlockingDeque链表结构的双向阻塞队列，优势在于多线程入队时，减少一半的竞争。

如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

通知模式实现：所谓通知模式，就是当生产者往满的队列里添加元素时会阻塞住生产者，当消费者消费了一个队列中的元素后，会通知生产者当前队列可用。

使用BlockingQueue解决生产者消费者问题

为什么BlockingQueue适合解决生产者消费者问题

任何有效的生产者-消费者问题解决方案都是通过控制生产者put()方法（生产资源）和消费者take()方法（消费资源）的调用来实现的，一旦你实现了对方法的阻塞控制，那么你将解决该问题。

Java通过BlockingQueue提供了开箱即用的支持来控制这些方法的调用（一个线程创建资源，另一个消费资源）。java.util.concurrent包下的BlockingQueue接口是一个线程安全的可用于存取对象的队列。

BlockingQueue是一种数据结构，支持一个线程往里存资源，另一个线程从里取资源。这正是解决生产者消费者问题所需要的，那么让我们开始解决该问题吧。

生产者

以下代码用于生产者线程

package io.ymq.example.thread;import java.util.concurrent.BlockingQueue;/** * 描述:生产者 * * @author yanpenglei * @create 2018-03-14 15:52 **/class Producer implements Runnable {    protected BlockingQueue

 

消费者

以下代码用于消费者线程

package io.ymq.example.thread;import java.util.concurrent.BlockingQueue;/** * 描述: 消费者 * * @author yanpenglei * @create 2018-03-14 15:54 **/class Consumer implements Runnable {    protected BlockingQueue

 

 

测试该解决方案是否运行正常

package io.ymq.example.thread;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;/** * 描述: 测试 * * @author yanpenglei * @create 2018-03-14 15:58 **/public class ProducerConsumerExample {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        int numProducers = 4;        int numConsumers = 3;        BlockingQueue

 

运行结果

生产者资源队列大小= 1生产者资源队列大小= 1消费者 资源 队列大小 1生产者资源队列大小= 1消费者 资源 队列大小 1消费者 资源 队列大小 1生产者资源队列大小= 1生产者资源队列大小= 3消费对象 java.lang.Object@1e1aa52b生产者资源队列大小= 2生产者资源队列大小= 5消费对象 java.lang.Object@6e740a76消费对象 java.lang.Object@697853f6......消费对象 java.lang.Object@41a10cbc消费对象 java.lang.Object@4963c8d1消费者 资源 队列大小 5生产者资源队列大小= 5生产者资源队列大小= 5消费者 资源 队列大小 4消费对象 java.lang.Object@3e49c35d消费者 资源 队列大小 4生产者资源队列大小= 5

 

从输出结果中,我们可以发现队列大小永远不会超过5，消费者线程消费了生产者生产的资源。