并发容器之 BlockingQueue 详解，深入 linux 内核架构中文 pdf

BlockingQueue 基本操作总结如下（此图来源于 JAVA API 文档）：

BlockingQueue 继承于 Queue 接口，因此，对数据元素的基本操作有：

插入元素

1. add(E e) ：往队列插入数据，当队列满时，插入元素时会抛出 IllegalStateException 异常；

2. offer(E e)：当往队列插入数据时，插入成功返回true，否则则返回false。当队列满时不会抛出异常；

删除元素

1. remove(Object o)：从队列中删除数据，成功则返回true，否则为false
   

2. poll：删除数据，当队列为空时，返回 null；

查看元素

1. element：获取队头元素，如果队列为空时则抛出 NoSuchElementException 异常；

2. peek：获取队头元素，如果队列为空则抛出 NoSuchElementException 异常

BlockingQueue 具有的特殊操作：

插入数据：

1. put：当阻塞队列容量已经满时，往阻塞队列插入数据的线程会被阻塞，直至阻塞队列已经有空余的容量可供使用；

2. offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：若阻塞队列已经满时，同样会阻塞插入数据的线程，直至阻塞队列已经有空余的地方，与 put 方法不同的是，该方法会有一个超时时间，若超过当前给定的超时时间，插入数据的线程会退出；

删除数据

1. take()：当阻塞队列为空时，获取队头数据的线程会被阻塞；

2. poll(long timeout, TimeUnit unit)：当阻塞队列为空时，获取数据的线程会被阻塞，另外，如果被阻塞的线程超过了给定的时长，该线程会退出

[](

)常用的 BlockingQueue

实现 BlockingQueue 接口的有`ArrayBlockingQu

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eue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedTransferQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue`，而这几种常见的阻塞队列也是在实际编程中会常用的，下面对这几种常见的阻塞队列进行说明：

1.ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue 是由数组实现的有界阻塞队列。该队列命令元素 FIFO（先进先出）。因此，对头元素时队列中存在时间最长的数据元素，而对尾数据则是当前队列最新的数据元素。ArrayBlockingQueue 可作为“有界数据缓冲区”，生产者插入数据到队列容器中，并由消费者提取。ArrayBlockingQueue 一旦创建，容量不能改变。

当队列容量满时，尝试将元素放入队列将导致操作阻塞;尝试从一个空队列中取一个元素也会同样阻塞。

ArrayBlockingQueue 默认情况下不能保证线程访问队列的公平性，所谓公平性是指严格按照线程等待的绝对时间顺序，即最先等待的线程能够最先访问到 ArrayBlockingQueue。而非公平性则是指访问 ArrayBlockingQueue 的顺序不是遵守严格的时间顺序，有可能存在，一旦 ArrayBlockingQueue 可以被访问时，长时间阻塞的线程依然无法访问到 ArrayBlockingQueue。如果保证公平性，通常会降低吞吐量。如果需要获得公平性的 ArrayBlockingQueue，可采用如下代码：

private static ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(10,true);

关于 ArrayBlockingQueue 的实现原理，可以[看这篇文章](

)。

2.LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue 是用链表实现的有界阻塞队列，同样满足 FIFO 的特性，与 ArrayBlockingQueue 相比起来具有更高的吞吐量，为了防止 LinkedBlockingQueue 容量迅速增，损耗大量内存。通常在创建 LinkedBlockingQueue 对象时，会指定其大小，如果未指定，容量等于 Integer.MAX_VALUE

3.PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue 是一个支持优先级的无界阻塞队列。默认情况下元素采用自然顺序进行排序，也可以通过自定义类实现 compareTo()方法来指定元素排序规则，或者初始化时通过构造器参数 Comparator 来指定排序规则。

4.SynchronousQueue

SynchronousQueue 每个插入操作必须等待另一个线程进行相应的删除操作，因此，SynchronousQueue 实际上没有存储任何数据元素，因为只有线程在删除数据时，其他线程才能插入数据，同样的，如果当前有线程在插入数据时，线程才能删除数据。SynchronousQueue 也可以通过构造器参数来为其指定公平性。