隊列是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)禽炬，它有兩個基本操作：在隊列尾部加入元素和從隊列頭部移除元素。在我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中蟹瘾，經(jīng)常用來并發(fā)操作數(shù)據(jù)圾浅。java包中有一些應用比較廣泛的特殊隊列：一種是以ConcurrentLinkedQueue為代表的非阻塞隊列；另一種是以BlockingQueue接口為代表的阻塞隊列憾朴。通過這兩種隊列狸捕，我們保證了多線程操作數(shù)據(jù)的安全性。
java集合中的Queue繼承collection接口众雷，Dueue灸拍、LinkedList、PriorityQueue砾省、BlockingQueue等類都實現(xiàn)了它鸡岗。
阻塞隊列
阻塞隊列是一個支持兩個附加操作的隊列：1)在隊列為空時，獲取元素的線程會等待隊列變?yōu)榉强眨?)當隊列滿時编兄，存儲元素的線程會等待隊列可用轩性。因此，當一個線程試圖對一個已經(jīng)滿了的隊列進行入隊列操作時狠鸳，它將會被堵塞揣苏，除非有另一個線程做了出隊列的操作；同樣碰煌，當一個線程試圖對一個空隊列進行出隊列操作時舒岸，它將會被阻塞，除非有另外一個線程進行了入隊列的操作芦圾。
常見的阻塞隊列應用就是生產(chǎn)者消費者模式蛾派。生產(chǎn)者把數(shù)據(jù)放到隊列，如果隊列滿了个少，就會阻塞此操作洪乍，直到消費者消費，如果隊列中數(shù)據(jù)被消費完夜焦，那么消費者被阻塞壳澳，直到生產(chǎn)者生產(chǎn)。
在java包"java.util.concurrent"中茫经，提供六個實現(xiàn)了"BlockingQueue"接口的阻塞隊列巷波。分別是ArrayBlockingQueue萎津、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue抹镊、DelayQueue锉屈、SynchronousQueue和LinkedBlockingDeque。實質(zhì)上阻塞隊列是一種特殊的FIFO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)垮耳，它不是立即從隊列中添加或刪除元素颈渊，而是等到有空間或者元素可用的時候才操作。下面分析下每種阻塞隊列的實現(xiàn)方式和應用場景终佛。
ArrayBlockingQueue
用數(shù)組實現(xiàn)的有界阻塞隊列俊嗽，默認情況下不保證線程公平的訪問隊列（按照阻塞的先后順序訪問隊列），隊列可用的時候铃彰，阻塞的線程都可以爭奪隊列的訪問資格绍豁，當然也可以使用以下的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個公平的阻塞隊列。ArrayBlockingQueue<String> blockingQueue2 = new ArrayBlockingQueue<>(10, true)豌研。（其實就是通過將ReentrantLock設(shè)置為true來 達到這種公平性的：即等待時間最長的線程會先操作）妹田。用ReentrantLock condition 實現(xiàn)阻塞。
有界就是隊列的長度有限制鹃共，例如數(shù)組隊列鬼佣，在構(gòu)建的時候就指定了長度。無界就是可以無限地添加霜浴。
LinkedBlockingQueue
基于鏈表實現(xiàn)的有界阻塞隊列晶衷。此隊列的默認和最大長度為Integer.MAX_VALUE。此隊列按照先進先出的原則對元素進行排序阴孟。這個隊列的實現(xiàn)原理和ArrayBlockingQueue實現(xiàn)基本相同晌纫。也是采用ReentrantLock 控制并發(fā)，不同的是它使用兩個獨占鎖來控制消費和生產(chǎn)永丝。即用takeLock和putlock,這樣的好處是消費者和生產(chǎn)者可以并發(fā)執(zhí)行锹漱，對吞吐量有提升。
PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue是一個帶優(yōu)先級的隊列慕嚷，而不是先進先出隊列哥牍。元素按優(yōu)先級順序被移除，該隊列也沒有上限(PriorityBlockingQueue是對 PriorityQueue的再次包裝喝检，是基于堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的嗅辣，而PriorityQueue是沒有容量限制的，與ArrayList一樣挠说，所以在優(yōu)先阻塞 隊列上put時是不會受阻的澡谭。雖然此隊列邏輯上是無界的，但是由于資源被耗盡损俭，所以試圖執(zhí)行添加操作可能會導致 OutOfMemoryError)蛙奖，但是如果隊列為空潘酗，那么取元素的操作take就會阻塞，所以它的檢索操作take是受阻的外永。也是用ReentrantLock控制并發(fā)崎脉。
DelayQueue
DelayQueue是在PriorityQueue基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，底層也是數(shù)組構(gòu)造方法伯顶，是一個存放Delayed 元素的無界阻塞隊列，只有在延遲期滿時才能從中提取元素骆膝。該隊列的頭部是延遲期滿后保存時間最長的 Delayed 元素祭衩。如果延遲都還沒有期滿，則隊列沒有頭部阅签，并且poll將返回null掐暮。當一個元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一個小于或等于零的值時，則出現(xiàn)期滿政钟，poll就移除這個元素了路克。此隊列不允許使用 null 元素。
SynchronousQueue
一個沒有容量的隊列 养交，不會存儲數(shù)據(jù)精算，每執(zhí)行一次put就要執(zhí)行一次take，否則就會阻塞碎连。未使用鎖灰羽。通過cas實現(xiàn)，吞吐量異常高鱼辙。內(nèi)部采用的就是ArrayBlockingQueue的阻塞隊列廉嚼，所以在功能上完全可以用ArrayBlockingQueue替換，但是SynchronousQueue是輕量級的倒戏，SynchronousQueue不具有任何內(nèi)部容量怠噪，我們可以用來在線程間安全的交換單一元素。所以功能比較單一杜跷，優(yōu)勢就在于輕量傍念。
LinkedBlockingDeque
LinkedBlockingDeque是雙向鏈表實現(xiàn)的雙向并發(fā)阻塞隊列。該阻塞隊列同時支持FIFO和FILO兩種操作方式葱椭，即可以從隊列的頭和尾同時操作(插入/刪除)捂寿；并且，該阻塞隊列是支持線程安全孵运，當多線程競爭同一個資源時秦陋，某線程獲取到該資源之后，其它線程需要阻塞等待治笨。此外驳概，LinkedBlockingDeque還是可選容量的(防止過度膨脹)赤嚼，即可以指定隊列的容量。如果不指定顺又，默認容量大小等于Integer.MAX_VALUE更卒。
非阻塞隊列
基于鎖的算法會帶來一些活躍度失敗的風險。如果線程在持有鎖的時候因為阻塞I/O稚照、頁面錯誤蹂空、或其他原因發(fā)生延遲，很可能所有的線程都不能工作了果录。一個線程的失敗或掛起不應該影響其他線程的失敗或掛起上枕，這樣的算法稱為非阻塞算法；如果算法的每一個步驟中都有一些線程能夠繼續(xù)執(zhí)行弱恒，那么這樣的算法稱為鎖自由（lock-free）算法辨萍。在線程間使用CAS進行協(xié)調(diào)，這樣的算法如果能構(gòu)建正確的話返弹，它既是非阻塞的锈玉，又是鎖自由的。java中提供了基于CAS非阻塞算法實現(xiàn)的隊列义起，比較有代表性的有ConcurrentLinkedQueue和LinkedTransferQueue拉背，它們的性能一般比阻塞隊列的好。
ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是一個基于鏈表的無界線程安全隊列并扇，它采用先進先出的規(guī)則對節(jié)點進行排序去团，當我們添加一個元素的時候，它會添加到隊列的尾部穷蛹；當我們獲取一個元素時土陪，它會返回隊列頭部的元素。ConcurrentLinkedQueue的線程安全是通過其插入肴熏、刪除時采取CAS操作來保證的鬼雀。由于使用CAS沒有使用鎖，所以獲取size的時候有可能進行offer蛙吏，poll或者remove操作源哩，導致獲取的元素個數(shù)不精確，所以在并發(fā)情況下size函數(shù)不是很有用鸦做。
LinkedTransferQueue
jdk7才提供這個類励烦，這個類實現(xiàn)了TransferQueue接口，也是基于鏈表的泼诱，對于所有給定的生產(chǎn)者都是先入先出的坛掠。與其他阻塞隊列的區(qū)別是：其他阻塞隊列，生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如果隊列沒有滿屉栓，放下數(shù)據(jù)就走舷蒲，消費者獲取數(shù)據(jù)，看到有數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)就走友多。而LinkedTransferQueue生產(chǎn)者放數(shù)據(jù)的時候牲平，如果此時消費者沒有獲取，則需阻塞等待直到有消費者過來獲取數(shù)據(jù)域滥。有點類似SynchronousQueue纵柿，但是LinkedTransferQueue是被設(shè)計有容量的。LinkedTransferQueue 通過使用CAS來實現(xiàn)并發(fā)控制骗绕，是一個無界的安全隊列藐窄。其長度可以無限延伸，當然帶來的問題也是顯而易見的酬土。
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