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这篇文章将为大家详细讲解有关java中阻塞队列详细介绍，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。
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阻塞队列(BlockingQueue)首先是一个支持先进先出的队列，与普通的队列完全相同；
其次是一个支持阻塞操作的队列，即：
阻塞队列用在多线程的场景下，因此阻塞队列使用了锁机制来保证同步，这里使用的可重入锁；
而对于阻塞与唤醒机制则有与锁绑定的Condition实现
应用场景：生产者消费者模式
java中的阻塞队列根据容量可以分为有界队列和无界队列：
java8中提供了7种阻塞队列阻塞队列供开发者使用，如下表：
| 类名 | 描述 |
| ArrayBlockingQueue | 一个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(默认大小Integer.MAX_VALUE） |
| 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延迟无界阻塞队列 |
| SynchronousQueue | 不存储元素的阻塞队列，即单个元素的队列 |
| LinkedTransferQueue | 由链表结构组成的无界阻塞队列 |
| LinkedBlockingDeque | 由链表结构组成的双向阻塞队列 |
另外还有一个在ScheduledThreadPoolExecutor中实现的DelayedWorkQueue阻塞队列，
但这个阻塞队列开发者不能使用。它们之间的UML类图如下图：
BlockingQueue接口是阻塞队列对外的访问接口，所有的阻塞队列都实现了BlockQueue中的方法
作为一个队列的核心方法就是入队和出队。由于存在阻塞策略，BlockQueue将出队入队的情况分为了四组，每组提供不同的方法：
IllegalStateException异常；当队列为空时，从队列中获取元素则抛出NoSuchElementException异常。对于每种情况BlockingQueue提供的方法如下表：
| 方法\处理方式 | 抛出异常 | 返回特定值(布尔值) | 一直阻塞 | 超时退出 |
| 插入 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e,time,unit) |
| 移除 | remove() | poll() | take() | poll(time.unit) |
| 检查 | element() | peek() | 不可用 | 不可用 |
上述方法一般用于生产者-消费者模型中，是其中的生产和消费操作队列的核心方法。
除了这些方法，BlockingQueue还提供了一些其他的方法如下表：
| 方法名称 | 描述 |
| remove(Object o) | 从队列中移除一个指定值 |
| size() | 获取队列中元素的个数 |
| contains(Object o) | 判断队列是否包含指定的元素，但是这个元素在这次判断完可能就会被消费 |
| drainTo(Collection<? super E> c) | 将队列中元素放在给定的集合中，并返回添加的元素个数 |
| drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements) | 将队列中元素取maxElements(不超过队列中元素个数)个放在给定的集合中，并返回添加的元素个数 |
| remainingCapacity() | 计算队列中还可以存放的元素个数 |
| toArray() | 以objetc数组的形式获取队列中所有的元素 |
| toArray(T[] a) | 以给定类型数组的方式获取队列中所有的元素 |
| clear() | 清空队列，危险的操作 |
阻塞队列的实现依靠通知模式实现：当生产者向满了的队列中添加元素时，会阻塞住生产者，
直到消费者消费了一个队列中的元素后会通知消费者队列可用，此时再由生产者向队列中添加元素。反之亦然。
阻塞队列的阻塞唤醒依靠Condition——条件队列来实现。
以ArrayBlockingQueue为例说明：
ArrayBlockingQueue的定义：
public class ArrayBlockingQueueextends AbstractQueue implements BlockingQueue , java.io.Serializable { /** The queued items */ //以数组的结构存储队列的元素，采用的是循环数组 final Object[] items; /** items index for next take, poll, peek or remove */ //队列的队头索引 int takeIndex; /** items index for next put, offer, or add */ //队列的队尾索引 int putIndex; /** Number of elements in the queue */ //队列中元素的个数 int count; /** Main lock guarding all access */ //对于ArrayBlockingQueue所有的操作都需要加锁， final ReentrantLock lock; /** Condition for waiting takes */ //条件队列，当队列为空时阻塞消费者并在生产者生产后唤醒消费者 private final Condition notEmpty; /** Condition for waiting puts */ //条件队列，当队列满时阻塞生产者，并在消费者消费队列后唤醒生产者 private final Condition notFull; }
根据类的定义字段可以看到，有两个Condition条件队列，猜测以下过程
notEmpty.await()方法阻塞，并在生产者生产后调用notEmpty.single()方法notFull.await()方法阻塞，并在消费者消费队列后调用notFull.single()方法向队向队列中添加元素put()方法的添加过程。
/**
* 向队列中添加元素
* 当队列已满时需要阻塞当前线程
* 放入元素后唤醒因队列为空阻塞的消费者
*/
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
//当队列已满时需要notFull.await()阻塞当前线程
//offer(e,time,unit)方法就是阻塞的时候加了超时设定
while (count == items.length)
notFull.await();
//放入元素的过程
enqueue(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**enqueue实际添加元素的方法*/
private void enqueue(E x) {
// assert lock.getHoldCount() == 1;
// assert items[putIndex] == null;
final Object[] items = this.items;
items[putIndex] = x;
if (++putIndex == items.length)
putIndex = 0;
count++;
//如果条件队列中存在等待的线程
//唤醒
notEmpty.signal();
}从队列中获取元素take()方法的获取过程。
/**
* 从队列中获取元素
* 当队列已空时阻塞当前线程
* 从队列中消费元素后唤醒等待的生产线程
*/
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
//队列为空需要阻塞当前线程
while (count == 0)
notEmpty.await();
//获取元素的过程
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**dequeue实际消费元素的方法*/
private E dequeue() {
// assert lock.getHoldCount() == 1;
// assert items[takeIndex] != null;
final Object[] items = this.items;
@SuppressWarnings("unchecked")
E x = (E) items[takeIndex];
items[takeIndex] = null;
if (++takeIndex == items.length)
takeIndex = 0;
count--;
if (itrs != null)
itrs.elementDequeued();
//消费元素后从唤醒阻塞的生产者线程
notFull.signal();
return x;
}阻塞队列提供了不同于普通队列的增加、删除元素的方法，核心在与队列满时阻塞生产者和队列空时阻塞消费者。
这一阻塞过程依靠与锁绑定的Condition对象实现。Condition接口的实现在AQS中实现，具体的实现类是ConditionObject
关于java中阻塞队列详细介绍就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。
