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java并发编程学习: 阻塞队列 使用

时间:2015-10-08 18:05:50      阅读:215      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

队列(Queue)与栈(Stack)是数据结构中的二种常用结构,队列的特点是先进先出(First In First Out),而Stack是先进后出(First In Last Out),说得通俗点:Queue就是电影院入场时的人们排起来的进场队伍,先来的人(即:前排在前面的人)先入场,而Statck则是一队人依次进入了一个死胡同,先进去(最里面)的人,必须等后面的人(后进入的人)出来了,自己才能出来。

队列在多线程应用中,常用于生产-消费场景,打个通俗的比方:很多人早上喜欢去买油条,买油条的人相当于消费者,做油条的师傅则是生产者。而油锅边上用于放油条的铁架子,可以看成一个共享的队列,师傅做好油条后,一根一根的捞出来放在架子上,而顾客则按排队的顺序一根根的付好钱从架子上拿。 即:队列的一头,不断有人在放入东西(生产元素),另一头不断有人的消费(拿走元素)。这里就有一个很有趣的现象,如果买的人多,师傅来不及做,那么第一个顾客就会一直等着(后面的所有人也得等着),直到师傅炸好一根,然后第一个顾客买完走了,后面的人才能顶上来,类似的道理,如果架子放满了,没有人来买,师傅就会停下来,等有人来买了,才传统继续做,这就是所谓的队列阻塞,而能产生阻塞行为的队列称为阻塞队列。

从刚才的描述可以看出,发生阻塞起码得满足下面至少一个条件: (前提:队列是有界的)

1.从队列里取元素时,如果队列为空,则代码一直等在这里(即阻塞),直到队列里有东西了,拿到元素了,后面的代码才能继续

2.向队列里放元素时,如果队列满了(即放不下更多元素),则代码也会卡住,直到队列里的东西有人取走了,后面的代码才能继续

JDK7提供了以下7个阻塞队列:

ArrayBlockingQueue :由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedBlockingQueue :由链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue :支持优先级排序的无界阻塞队列。
DelayQueue:使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列。
LinkedTransferQueue:链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque:链表结构组成的双向阻塞队列。

阻塞队列提供了下列四种处理方法:

方法\处理方式抛出异常返回true/false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()    

下面是一个基本示例:

模拟了买油条的场景,1个老板在做油条,3个顾客在排队买

package yjmyzz.test;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class BlockingQueueTest {

    private static final int queueSize = 10;
    private static final ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(queueSize);

    public static void main(String[] args) {
        Thread producer = new Producer();
        Thread consumer1 = new Consumer();
        producer.start();
        consumer1.start();
    }

    static class Producer extends Thread {
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    queue.put("1根油条");
                    System.out.println("老板炸好了1根油条,架子上还能放:" + (queueSize - queue.size()) + "根油条");
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    static class Consumer extends Thread {
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    queue.take();
                    System.out.println("A 买到1根油条,架子上还剩" + queue.size() + "根油条");
                    Thread.sleep(5);
                    queue.take();
                    System.out.println("B 买到1根油条,架子上还剩" + queue.size() + "根油条");
                    Thread.sleep(5);
                    queue.take();
                    System.out.println("C 买到1根油条,架子上还剩" + queue.size() + "根油条");
                    Thread.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

输出:

...

A 买到1根油条,架子上还剩0根油条
老板炸好了1根油条,架子上还能放:10根油条
老板炸好了1根油条,架子上还能放:9根油条
B 买到1根油条,架子上还剩0根油条
老板炸好了1根油条,架子上还能放:9根油条
C 买到1根油条,架子上还剩0根油条
老板炸好了1根油条,架子上还能放:9根油条

...

注意红色部分,A买了之后,老板来不及做,所以B只能等着,老板连做了二根油条,后面的B,C才能买到。

  

参考文章:

http://ifeve.com/java-blocking-queue/

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932906.html

java并发编程学习: 阻塞队列 使用

原文:http://www.cnblogs.com/yjmyzz/p/BlockingQueue-in-java.html

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