java并发编程阻塞队列

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

在前面我们接触的队列都是非阻塞队列，比如PriorityQueue、LinkedList（LinkedList是双向链表，它实现了Dequeue接口）。

　　使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

使用非阻塞队列的时候有一个很大问题就是：它不会对当前线程产生阻塞，那么在面对类似消费者-生产者的模型时，就必须额外地实现同步策略以及线程间唤醒策略，这个实现起来就非常麻烦。但是有了阻塞队列就不一样了，它会对当前线程产生阻塞，比如一个线程从一个空的阻塞队列中取元素，此时线程会被阻塞直到阻塞队列中有了元素。当队列中有元素后，被阻塞的线程会自动被唤醒（不需要我们编写代码去唤醒）。这样提供了极大的方便性。

四.示例和使用场景

　　下面先使用Object.wait()和Object.notify()、非阻塞队列实现生产者-消费者模式：

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public class Test {

    private int queueSize = 10;

    private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);

     

    public static void main(String[] args)  {

        Test test = new Test();

        Producer producer = test.new Producer();

        Consumer consumer = test.new Consumer();

         

        producer.start();

        consumer.start();

    }

     

    class Consumer extends Thread{

         

        @Override

        public void run() {

            consume();

        }

         

        private void consume() {

            while(true){

                synchronized (queue) {

                    while(queue.size() == 0){

                        try {

                            System.out.println("队列空，等待数据");

                            queue.wait();

                        } catch (InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                            queue.notify();

                        }

                    }

                    queue.poll();          //每次移走队首元素

                    queue.notify();

                    System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+queue.size()+"个元素");

                }

            }

        }

    }

     

    class Producer extends Thread{

         

        @Override

        public void run() {

            produce();

        }

         

        private void produce() {

            while(true){

                synchronized (queue) {

                    while(queue.size() == queueSize){

                        try {

                            System.out.println("队列满，等待有空余空间");

                            queue.wait();

                        } catch (InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                            queue.notify();

                        }

                    }

                    queue.offer(1);        //每次插入一个元素

                    queue.notify();

                    System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+(queueSize-queue.size()));

                }

            }

        }

    }

}

 　　这个是经典的生产者-消费者模式，通过阻塞队列和Object.wait()和Object.notify()实现，wait()和notify()主要用来实现线程间通信。

　　具体的线程间通信方式（wait和notify的使用）在后续问章中会讲述到。

　　下面是使用阻塞队列实现的生产者-消费者模式：

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public class Test {

    private int queueSize = 10;

    private ArrayBlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(queueSize);

     

    public static void main(String[] args)  {

        Test test = new Test();

        Producer producer = test.new Producer();

        Consumer consumer = test.new Consumer();

         

        producer.start();

        consumer.start();

    }

     

    class Consumer extends Thread{

         

        @Override

        public void run() {

            consume();

        }

         

        private void consume() {

            while(true){

                try {

                    queue.take();

                    System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+queue.size()+"个元素");

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }

    }

     

    class Producer extends Thread{

         

        @Override

        public void run() {

            produce();

        }

         

        private void produce() {

            while(true){

                try {

                    queue.put(1);

                    System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+(queueSize-queue.size()));

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }

    }

}

 　　有没有发现，使用阻塞队列代码要简单得多，不需要再单独考虑同步和线程间通信的问题。

　　在并发编程中，一般推荐使用阻塞队列，这样实现可以尽量地避免程序出现意外的错误。

　　阻塞队列使用最经典的场景就是socket客户端数据的读取和解析，读取数据的线程不断将数据放入队列，然后解析线程不断从队列取数据解析。还有其他类似的场景，只要符合生产者-消费者模型的都可以使用阻塞队列。

以上是 java并发编程阻塞队列 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/390566.html

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