該隨筆內(nèi)容完全引自http://wsmajunfeng.iteye.com/blog/1629354
一. 前言
　　在新增的Concurrent包中酌住，BlockingQueue很好的解決了多線程中进苍，如何高效安全“傳輸”數(shù)據(jù)的問(wèn)題躺苦。通過(guò)這些高效并且線程安全的隊(duì)列類，為我們快速搭建高質(zhì)量的多線程程序帶來(lái)極大的便利季二。本文詳細(xì)介紹了BlockingQueue家庭中的所有成員精刷，包括他們各自的功能以及常見使用場(chǎng)景。
二. 認(rèn)識(shí)BlockingQueue
　　阻塞隊(duì)列歧匈，顧名思義，首先它是一個(gè)隊(duì)列砰嘁，而一個(gè)隊(duì)列在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中所起的作用大致如下圖所示：

多線程環(huán)境中向族，通過(guò)隊(duì)列可以很容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享呵燕，比如經(jīng)典的“生產(chǎn)者”和“消費(fèi)者”模型中，通過(guò)隊(duì)列可以很便利地實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)共享件相。假設(shè)我們有若干生產(chǎn)者線程再扭，另外又有若干個(gè)消費(fèi)者線程。如果生產(chǎn)者線程需要把準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)共享給消費(fèi)者線程夜矗，利用隊(duì)列的方式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)泛范，就可以很方便地解決他們之間的數(shù)據(jù)共享問(wèn)題。但如果生產(chǎn)者和消費(fèi)者在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)紊撕，萬(wàn)一發(fā)生數(shù)據(jù)處理速度不匹配的情況呢敦跌？理想情況下，如果生產(chǎn)者產(chǎn)出數(shù)據(jù)的速度大于消費(fèi)者消費(fèi)的速度逛揩，并且當(dāng)生產(chǎn)出來(lái)的數(shù)據(jù)累積到一定程度的時(shí)候，那么生產(chǎn)者必須暫停等待一下（阻塞生產(chǎn)者線程）麸俘，以便等待消費(fèi)者線程把累積的數(shù)據(jù)處理完畢辩稽，反之亦然。然而从媚，在concurrent包發(fā)布以前逞泄，在多線程環(huán)境下，我們每個(gè)程序員都必須去自己控制這些細(xì)節(jié)，尤其還要兼顧效率和線程安全喷众，而這會(huì)給我們的程序帶來(lái)不小的復(fù)雜度各谚。好在此時(shí)，強(qiáng)大的concurrent包橫空出世了到千，而他也給我們帶來(lái)了強(qiáng)大的BlockingQueue昌渤。（在多線程領(lǐng)域：所謂阻塞，在某些情況下會(huì)掛起線程（即阻塞）憔四，一旦條件滿足膀息，被掛起的線程又會(huì)自動(dòng)被喚醒），下面兩幅圖演示了BlockingQueue的兩個(gè)常見阻塞場(chǎng)景：

　　　
如上圖所示：當(dāng)隊(duì)列中填滿數(shù)據(jù)的情況下柿汛，生產(chǎn)者端的所有線程都會(huì)被自動(dòng)阻塞（掛起）冗酿，直到隊(duì)列中有空的位置，線程被自動(dòng)喚醒络断。****
　　這也是我們?cè)诙嗑€程環(huán)境下裁替，為什么需要BlockingQueue的原因。作為BlockingQueue的使用者妓羊，我們?cè)僖膊恍枰P(guān)心什么時(shí)候需要阻塞線程胯究，什么時(shí)候需要喚醒線程，因?yàn)檫@一切BlockingQueue都給你一手包辦了躁绸。既然BlockingQueue如此神通廣大裕循，讓我們一起來(lái)見識(shí)下它的常用方法：
三. BlockingQueue的核心方法：
1.放入數(shù)據(jù)
（1）offer(anObject):表示如果可能的話,將anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容納,則返回true,否則返回false.（本方法不阻塞當(dāng)前執(zhí)行方法
的線程）；　　　　　　 　　
（2）offer(E o, long timeout, TimeUnit unit)：可以設(shè)定等待的時(shí)間净刮，如果在指定的時(shí)間內(nèi)剥哑，還不能往隊(duì)列中加入BlockingQueue，則返回失敗淹父≈暧ぃ　　　　
（3）put(anObject):把a(bǔ)nObject加到BlockingQueue里,如果BlockQueue沒(méi)有空間,則調(diào)用此方法的線程被阻斷直到BlockingQueue里面有空間再繼續(xù).
　　
2.獲取數(shù)據(jù)
（1）poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象,若不能立即取出,則可以等time參數(shù)規(guī)定的時(shí)間,取不到時(shí)返回null;
（2）poll(long timeout, TimeUnit unit)：從BlockingQueue取出一個(gè)隊(duì)首的對(duì)象，如果在指定時(shí)間內(nèi)暑认，隊(duì)列一旦有數(shù)據(jù)可取困介，則立即返回隊(duì)列中的數(shù)據(jù)。否則知道時(shí)間
超時(shí)還沒(méi)有數(shù)據(jù)可取蘸际，返回失敗座哩。
（3）take():取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象,若BlockingQueue為空,阻斷進(jìn)入等待狀態(tài)直到BlockingQueue有新的數(shù)據(jù)被加入;
（4）drainTo():一次性從BlockingQueue獲取所有可用的數(shù)據(jù)對(duì)象（還可以指定獲取數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)），通過(guò)該方法粮彤，可以提升獲取數(shù)據(jù)效率根穷；不需要多次分批加鎖或釋放鎖姜骡。
四. 常見BlockingQueue
　　在了解了BlockingQueue的基本功能后，讓我們來(lái)看看BlockingQueue家庭大致有哪些成員屿良？

　　1. ArrayBlockingQueue
　　基于數(shù)組的阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)圈澈，在ArrayBlockingQueue內(nèi)部，維護(hù)了一個(gè)定長(zhǎng)數(shù)組尘惧，以便緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)對(duì)象康栈，這是一個(gè)常用的阻塞隊(duì)列，除了一個(gè)定長(zhǎng)數(shù)組外褥伴，ArrayBlockingQueue內(nèi)部還保存著兩個(gè)整形變量谅将，分別標(biāo)識(shí)著隊(duì)列的頭部和尾部在數(shù)組中的位置。
　　ArrayBlockingQueue在生產(chǎn)者放入數(shù)據(jù)和消費(fèi)者獲取數(shù)據(jù)重慢，都是共用同一個(gè)鎖對(duì)象饥臂，由此也意味著兩者無(wú)法真正并行運(yùn)行，這點(diǎn)尤其不同于LinkedBlockingQueue似踱；按照實(shí)現(xiàn)原理來(lái)分析隅熙，ArrayBlockingQueue完全可以采用分離鎖，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者操作的完全并行運(yùn)行核芽。Doug Lea之所以沒(méi)這樣去做囚戚，也許是因?yàn)锳rrayBlockingQueue的數(shù)據(jù)寫入和獲取操作已經(jīng)足夠輕巧，以至于引入獨(dú)立的鎖機(jī)制轧简，除了給代碼帶來(lái)額外的復(fù)雜性外驰坊，其在性能上完全占不到任何便宜。 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue間還有一個(gè)明顯的不同之處在于哮独，前者在插入或刪除元素時(shí)不會(huì)產(chǎn)生或銷毀任何額外的對(duì)象實(shí)例拳芙，而后者則會(huì)生成一個(gè)額外的Node對(duì)象。這在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)需要高效并發(fā)地處理大批量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中皮璧，其對(duì)于GC的影響還是存在一定的區(qū)別舟扎。而在創(chuàng)建ArrayBlockingQueue時(shí)，我們還可以控制對(duì)象的內(nèi)部鎖是否采用公平鎖悴务，默認(rèn)采用非公平鎖睹限。
　　2.LinkedBlockingQueue

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; 

public class BlockingQueueTest {
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 聲明一個(gè)容量為10的緩存隊(duì)列
        BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>(10);
 
        //new了三個(gè)生產(chǎn)者和一個(gè)消費(fèi)者
        Producer producer1 = new Producer(queue);
        Producer producer2 = new Producer(queue);
        Producer producer3 = new Producer(queue);
        Consumer consumer = new Consumer(queue);
 
        // 借助Executors
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        // 啟動(dòng)線程
        service.execute(producer1);
        service.execute(producer2);
        service.execute(producer3);
        service.execute(consumer);
 
        // 執(zhí)行10s
        Thread.sleep(10 * 1000);
        producer1.stop();
        producer2.stop();
        producer3.stop();
 
        Thread.sleep(2000);
        // 退出Executor
        service.shutdown();
    }
}

（2）生產(chǎn)者類

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
 
/**
 * 生產(chǎn)者線程
 * 
 * @author jackyuj
 */
public class Producer implements Runnable {
    
    private volatile boolean  isRunning = true;//是否在運(yùn)行標(biāo)志
    private BlockingQueue queue;//阻塞隊(duì)列
    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger();//自動(dòng)更新的值
    private static final int DEFAULT_RANGE_FOR_SLEEP = 1000;
 
    //構(gòu)造函數(shù)
    public Producer(BlockingQueue queue) {
        this.queue = queue;
    }
 
    public void run() {
        String data = null;
        Random r = new Random();
 
        System.out.println("啟動(dòng)生產(chǎn)者線程踢星！");
        try {
            while (isRunning) {
                System.out.println("正在生產(chǎn)數(shù)據(jù)...");
                Thread.sleep(r.nextInt(DEFAULT_RANGE_FOR_SLEEP));//取0~DEFAULT_RANGE_FOR_SLEEP值的一個(gè)隨機(jī)數(shù)
 
                data = "data:" + count.incrementAndGet();//以原子方式將count當(dāng)前值加1
                System.out.println("將數(shù)據(jù)：" + data + "放入隊(duì)列...");
                if (!queue.offer(data, 2, TimeUnit.SECONDS)) {//設(shè)定的等待時(shí)間為2s，如果超過(guò)2s還沒(méi)加進(jìn)去返回true
                    System.out.println("放入數(shù)據(jù)失斚断獭：" + data);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            System.out.println("退出生產(chǎn)者線程沐悦！");
        }
    }
 
    public void stop() {
        isRunning = false;
    }
}```
　（3）消費(fèi)者類

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

• 消費(fèi)者線程

• @author jackyuj
  */
  public class Consumer implements Runnable {

  private BlockingQueue<String> queue;
  private static final int DEFAULT_RANGE_FOR_SLEEP = 1000;

  //構(gòu)造函數(shù)
  public Consumer(BlockingQueue<String> queue) {
  this.queue = queue;
  }

  public void run() {
  System.out.println("啟動(dòng)消費(fèi)者線程扎瓶！");
  Random r = new Random();
  boolean isRunning = true;
  try {
  while (isRunning) {
  System.out.println("正從隊(duì)列獲取數(shù)據(jù)...");
  String data = queue.poll(2, TimeUnit.SECONDS);//有數(shù)據(jù)時(shí)直接從隊(duì)列的隊(duì)首取走所踊，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)阻塞，在2s內(nèi)有數(shù)據(jù)概荷，取走秕岛，超過(guò)2s還沒(méi)數(shù)據(jù)，返回失敗
  if (null != data) {
  System.out.println("拿到數(shù)據(jù)：" + data);
  System.out.println("正在消費(fèi)數(shù)據(jù)：" + data);
  Thread.sleep(r.nextInt(DEFAULT_RANGE_FOR_SLEEP));
  } else {
  // 超過(guò)2s還沒(méi)數(shù)據(jù)误证，認(rèn)為所有生產(chǎn)線程都已經(jīng)退出继薛，自動(dòng)退出消費(fèi)線程。
  isRunning = false;
  }
  }
  } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
  Thread.currentThread().interrupt();
  } finally {
  System.out.println("退出消費(fèi)者線程愈捅！");
  }
  }

}```
3. DelayQueue
　　DelayQueue中的元素只有當(dāng)其指定的延遲時(shí)間到了遏考，才能夠從隊(duì)列中獲取到該元素。DelayQueue是一個(gè)沒(méi)有大小限制的隊(duì)列蓝谨，因此往隊(duì)列中插入數(shù)據(jù)的操作（生產(chǎn)者）永遠(yuǎn)不會(huì)被阻塞灌具，而只有獲取數(shù)據(jù)的操作（消費(fèi)者）才會(huì)被阻塞青团。
　　使用場(chǎng)景：
　　DelayQueue使用場(chǎng)景較少，但都相當(dāng)巧妙咖楣，常見的例子比如使用一個(gè)DelayQueue來(lái)管理一個(gè)超時(shí)未響應(yīng)的連接隊(duì)列督笆。
　　4. PriorityBlockingQueue
　　 基于優(yōu)先級(jí)的阻塞隊(duì)列（優(yōu)先級(jí)的判斷通過(guò)構(gòu)造函數(shù)傳入的Compator對(duì)象來(lái)決定），但需要注意的是PriorityBlockingQueue并不會(huì)阻塞數(shù)據(jù)生產(chǎn)者诱贿，而只會(huì)在沒(méi)有可消費(fèi)的數(shù)據(jù)時(shí)娃肿，阻塞數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。因此使用的時(shí)候要特別注意珠十，生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)的速度絕對(duì)不能快于消費(fèi)者消費(fèi)數(shù)據(jù)的速度料扰，否則時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)最終耗盡所有的可用堆內(nèi)存空間焙蹭。在實(shí)現(xiàn)PriorityBlockingQueue時(shí)晒杈，內(nèi)部控制線程同步的鎖采用的是公平鎖。
　　5. SynchronousQueue
　　 一種無(wú)緩沖的等待隊(duì)列壳嚎，類似于無(wú)中介的直接交易桐智，有點(diǎn)像原始社會(huì)中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，生產(chǎn)者拿著產(chǎn)品去集市銷售給產(chǎn)品的最終消費(fèi)者烟馅，而消費(fèi)者必須親自去集市找到所要商品的直接生產(chǎn)者说庭，如果一方?jīng)]有找到合適的目標(biāo)，那么對(duì)不起郑趁，大家都在集市等待刊驴。相對(duì)于有緩沖的BlockingQueue來(lái)說(shuō)，少了一個(gè)中間經(jīng)銷商的環(huán)節(jié)（緩沖區(qū)）寡润，如果有經(jīng)銷商捆憎，生產(chǎn)者直接把產(chǎn)品批發(fā)給經(jīng)銷商，而無(wú)需在意經(jīng)銷商最終會(huì)將這些產(chǎn)品賣給那些消費(fèi)者梭纹，由于經(jīng)銷商可以庫(kù)存一部分商品躲惰，因此相對(duì)于直接交易模式，總體來(lái)說(shuō)采用中間經(jīng)銷商的模式會(huì)吞吐量高一些（可以批量買賣）变抽；但另一方面础拨，又因?yàn)榻?jīng)銷商的引入，使得產(chǎn)品從生產(chǎn)者到消費(fèi)者中間增加了額外的交易環(huán)節(jié)绍载，單個(gè)產(chǎn)品的及時(shí)響應(yīng)性能可能會(huì)降低诡宗。
　　聲明一個(gè)SynchronousQueue有兩種不同的方式，它們之間有著不太一樣的行為击儡。公平模式和非公平模式的區(qū)別:
　　如果采用公平模式：SynchronousQueue會(huì)采用公平鎖塔沃，并配合一個(gè)FIFO隊(duì)列來(lái)阻塞多余的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，從而體系整體的公平策略阳谍；
　　但如果是非公平模式（SynchronousQueue默認(rèn)）：SynchronousQueue采用非公平鎖蛀柴，同時(shí)配合一個(gè)LIFO隊(duì)列來(lái)管理多余的生產(chǎn)者和消費(fèi)者螃概，而后一種模式，如果生產(chǎn)者和消費(fèi)者的處理速度有差距鸽疾，則很容易出現(xiàn)饑渴的情況谅年，即可能有某些生產(chǎn)者或者是消費(fèi)者的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都得不到處理。
五. 小結(jié)
　　BlockingQueue不光實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整隊(duì)列所具有的基本功能肮韧，同時(shí)在多線程環(huán)境下，他還自動(dòng)管理了多線間的自動(dòng)等待于喚醒功能旺订，從而使得程序員可以忽略這些細(xì)節(jié)弄企，關(guān)注更高級(jí)的功能。