Java中深入浅析的阻塞队列

  介绍

这篇文章将为大家详细讲解有关深入浅析Java中的阻塞队列,文章内容质量较高,因此小编分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。

<强>,Java阻塞队列详解

<强>概要:

在新增的并发包中,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。

认识BlockingQueue阻塞队列,顾名思义,首先它是一个队的列,而一个队列在数据结构中所起的作用大致如下图所示:,

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),

1。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只

2。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: 
深入浅析Java中的阻塞队列

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。 
深入浅析Java中的阻塞队列

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。既然BlockingQueue如此神通广大,让我们一起来见识下它的常用方法: 

BlockingQueue的核心方法: 

放入数据: 

  offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳, 则返回true,否则返回false 
  (本方法不阻塞当前执行方法的线程) 
  offer(E o, long timeout, TimeUnit unit),可以设定等待的时间,如果在指定的时间内,还不能往队列中加入BlockingQueue,则返回失败。 
  put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里面有空间再继续. 
获取数据: 
  poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间, 
    取不到时返回null; 
  poll(long timeout, TimeUnit unit):从BlockingQueue取出一个队首的对象,如果在指定时间内, 
    队列一旦有数据可取,则立即返回队列中的数据。否则知道时间超时还没有数据可取,返回失败。 

Java中深入浅析的阻塞队列