转-BlockingQueue详解

本例介绍一个特殊的队列:BlockingQueue,如果BlockingQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入 等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒,同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等 待状态,直到BlockingQueue里有空间时才会被唤醒继续操作。
本例再次实现前面介绍的篮子程序,不过这个篮子中最多能放得苹果数不是1,可以随意指定。当篮子满时,生产者进入等待状态,当篮子空时,消费者等待。

 BlockingQueue定义的常用方法如下:
 add(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则抛出异常。
 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。
 put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里有空间再继续。
 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。
 take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的对象被加入为止。

 BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类:
 ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
 LinkedBlockingQueue: 大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,若不带大小参数,所生成的 BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是以FIFO顺序排序的。
 PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockingQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的Comparator决定的顺序。
 SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。

 LinkedBlockingQueue 和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于 ArrayBlockingQueue,但在线程数量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue。

  1. import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
  2. import java.util.concurrent.BlockingQueue;
  3. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  4. import java.util.concurrent.Executors;
  5. /** *//**
  6. * BlockingQueue是一种特殊的Queue,若BlockingQueue是空的,
  7. * 从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态直到BlocingkQueue进了新货才会被唤醒。
  8. * 同样,如果BlockingQueue是满的任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,
  9. * 直到BlockingQueue里有新的空间才会被唤醒继续操作。
  10. * BlockingQueue提供的方法主要有:
  11. * add(anObject): 把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳返回true,否则抛出IllegalStateException异常。 
  12. * offer(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳返回true,否则返回false。 
  13. * put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里有新的空间再继续。 
  14. * poll(time):取出BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出可等time参数规定的时间。取不到时返回null。 
  15. * take():取出BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的对象被加入为止。
  16. * 根据不同的需要BlockingQueue有4种具体实现:
  17. * (1)ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。 
  18. * (2)LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,
  19. * 若不带大小参数,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
  20. * LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,
  21. * 导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在线程数量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue。 
  22. * (3)PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockingQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的Comparator决定的顺序。 
  23. * (4)SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。
  24. * 下面是用BlockingQueue来实现Producer和Consumer的例子
  25. */
  26. public class BlockingQueueTest {
  27.     /** *//**
  28.      * 定义装苹果的篮子
  29.      */
  30.     public static class Basket{
  31.         // 篮子,能够容纳3个苹果
  32.         BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);
  33.         // 生产苹果,放入篮子
  34.         public void produce() throws InterruptedException{
  35.             // put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置
  36.             basket.put(“An apple”);
  37.         }
  38.         // 消费苹果,从篮子中取走
  39.         public String consume() throws InterruptedException{
  40.             // get方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止
  41.             return basket.take();
  42.         }
  43.     }
  44.     // 测试方法
  45.     public static void testBasket() {
  46.         // 建立一个装苹果的篮子
  47.         final Basket basket = new Basket();
  48.         // 定义苹果生产者
  49.         class Producer implements Runnable {
  50.             public void run() {
  51.                 try {
  52.                     while (true) {
  53.                         // 生产苹果
  54.                         System.out.println(“生产者准备生产苹果:”
  55.                                 + System.currentTimeMillis());
  56.                         basket.produce();
  57.                         System.out.println(“生产者生产苹果完毕:”
  58.                                 + System.currentTimeMillis());
  59.                         // 休眠300ms
  60.                         Thread.sleep(300);
  61.                     }
  62.                 } catch (InterruptedException ex) {
  63.                 }
  64.             }
  65.         }
  66.         // 定义苹果消费者
  67.         class Consumer implements Runnable {
  68.             public void run() {
  69.                 try {
  70.                     while (true) {
  71.                         // 消费苹果
  72.                         System.out.println(“消费者准备消费苹果:”
  73.                                 + System.currentTimeMillis());
  74.                         basket.consume();
  75.                         System.out.println(“消费者消费苹果完毕:”
  76.                                 + System.currentTimeMillis());
  77.                         // 休眠1000ms
  78.                         Thread.sleep(1000);
  79.                     }
  80.                 } catch (InterruptedException ex) {
  81.                 }
  82.             }
  83.         }
  84.         ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
  85.         Producer producer = new Producer();
  86.         Consumer consumer = new Consumer();
  87.         service.submit(producer);
  88.         service.submit(consumer);
  89.         // 程序运行5s后,所有任务停止
  90.         try {
  91.             Thread.sleep(5000);
  92.         } catch (InterruptedException e) {
  93.         }
  94.         service.shutdownNow();
  95.     }
  96.     public static void main(String[] args) {
  97.         BlockingQueueTest.testBasket();
  98.     }
  99. }