并发队列-BlockingQueue

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并发

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。

本例实现一个篮子程序，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。

* 下面是用BlockingQueue来实现Producer和Consumer的例子

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;  
import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class BlockingQueueTest {  
  
    /** *//** 
     * 定义装苹果的篮子 
     */  
    public static class Basket{  
        // 篮子，能够容纳3个苹果   
        BlockingQueue basket = new ArrayBlockingQueue< String>(3);  
          
        // 生产苹果，放入篮子   
        public void produce() throws InterruptedException{  
            // put方法放入一个苹果，若basket满了，等到basket有位置   
            basket.put("An apple");  
        }  
        // 消费苹果，从篮子中取走   
        public String consume() throws InterruptedException{  
            // get方法取出一个苹果，若basket为空，等到basket有苹果为止   
            return basket.take();  
        }  
    }  
    //　测试方法   
    public static void testBasket() {  
        // 建立一个装苹果的篮子   
        final Basket basket = new Basket();  
        // 定义苹果生产者   
        class Producer implements Runnable {  
            public void run() {  
                try {  
                    while (true) {  
                        // 生产苹果   
                        System.out.println("生产者准备生产苹果："   
                                + System.currentTimeMillis());  
                        basket.produce();  
                        System.out.println("生产者生产苹果完毕："   
                                + System.currentTimeMillis());  
                        // 休眠300ms   
                        Thread.sleep(300);  
                    }  
                } catch (InterruptedException ex) {  
                }  
            }  
        }  
        // 定义苹果消费者   
        class Consumer implements Runnable {  
            public void run() {  
                try {  
                    while (true) {  
                        // 消费苹果   
                        System.out.println("消费者准备消费苹果："   
                                + System.currentTimeMillis());  
                        basket.consume();  
                        System.out.println("消费者消费苹果完毕："   
                                + System.currentTimeMillis());  
                        // 休眠1000ms   
                        Thread.sleep(1000);  
                    }  
                } catch (InterruptedException ex) {  
                }  
            }  
        }  
          
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();  
        Producer producer = new Producer();  
        Consumer consumer = new Consumer();  
        service.submit(producer);  
        service.submit(consumer);  
        // 程序运行5s后，所有任务停止   
        try {  
            Thread.sleep(5000);  
        } catch (InterruptedException e) {  
        }  
        service.shutdownNow();  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        BlockingQueueTest.testBasket();  
    }  
}

C:\java>javac BlockingQueueTest.java

C:\java>java BlockingQueueTest
生产者准备生产苹果：1356400720843
生产者生产苹果完毕：1356400720843
消费者准备消费苹果：1356400720843
消费者消费苹果完毕：1356400720859
生产者准备生产苹果：1356400721156
生产者生产苹果完毕：1356400721156
生产者准备生产苹果：1356400721468
生产者生产苹果完毕：1356400721484
生产者准备生产苹果：1356400721796
生产者生产苹果完毕：1356400721812
消费者准备消费苹果：1356400721859
消费者消费苹果完毕：1356400721875
生产者准备生产苹果：1356400722125
生产者生产苹果完毕：1356400722140
生产者准备生产苹果：1356400722468
消费者准备消费苹果：1356400722890
消费者消费苹果完毕：1356400722906
生产者生产苹果完毕：1356400722921
生产者准备生产苹果：1356400723234
消费者准备消费苹果：1356400723921
生产者生产苹果完毕：1356400723937
消费者消费苹果完毕：1356400723953
生产者准备生产苹果：1356400724250
消费者准备消费苹果：1356400724968
生产者生产苹果完毕：1356400724984
消费者消费苹果完毕：1356400724984
生产者准备生产苹果：1356400725296