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wzjs 2025/8/23 4:01:52

南京做网站,百度搜索引擎盘搜搜,浙江网站改版设计公司,如何在电脑上重新装wordpress目录一、什么是阻塞队列？（简单回顾）二、阻塞队列的特点三、Java 提供的常用阻塞队列四、如何选择合适的阻塞队列？五、总结 🌟我的其他文章也讲解的比较有趣😁，如果喜欢博主的讲解方式&#xff…

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一、什么是阻塞队列？（简单回顾）

还记得我们餐厅的例子吗？线程池就像一个预先雇佣好一批服务员的餐厅。客人（任务）来了，直接分配一个空闲的服务员去服务。如果所有服务员都在忙，新来的客人就要排队。这个排队的地方，就是阻塞队列 ⏳。

深入了解线程池的拒绝策略请看：线程池拒绝策略：让你的程序不再“爆仓”！

想深入了解线程池请看：线程池：从入门到精通，只需一杯咖啡的时间

二、阻塞队列的特点

阻塞队列是一种特殊的队列，它在队列为空时，会阻塞尝试从队列中获取元素的线程；在队列已满时，会阻塞尝试向队列中添加元素的线程。就像餐厅门口的等位区，如果餐厅满了，新来的客人就只能等着，直到有空位才能进去 🚶‍♀️。如果等位区空了，服务员会等着，直到有客人来才能安排座位 🧍。

三、Java 提供的常用阻塞队列

Java 提供了多种阻塞队列的实现，每种实现都有其特点和适用场景。我们来介绍几种常用的：

ArrayBlockingQueue : 基于数组实现的有界阻塞队列

解释: 就像一个固定大小的等位区，只能容纳一定数量的客人。先来的客人先排队，满了就不能再加人了 🙅‍♀️。
特点:
- 有界: 必须在创建时指定队列的大小。
- 公平性: 可以选择公平模式或非公平模式。公平模式下，等待时间最长的线程会优先获得队列的访问权。
- 基于数组: 内部使用数组存储元素，因此随机访问效率高。
适用场景: 适用于需要限制队列大小，并且对公平性有要求的场景。
代码示例:

import java.util.concurrent.*;public class ArrayBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个容量为 3 的 ArrayBlockingQueueArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(3);// 向队列中添加元素queue.put("Task 1");queue.put("Task 2");queue.put("Task 3");// 尝试添加第四个元素，会阻塞直到队列有空位// queue.put("Task 4"); // 这行代码会阻塞System.out.println("队列已满，等待空位...");// 从队列中取出元素System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 1System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 2System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 3// 尝试取出元素，会阻塞直到队列有元素// System.out.println("取出: " + queue.take()); // 这行代码会阻塞System.out.println("队列已空，等待元素...");}
}

输出结果：

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代码解释:
- put() 方法：如果队列已满，put() 方法会阻塞，直到队列有空位。
- take() 方法：如果队列为空，take() 方法会阻塞，直到队列有元素。

LinkedBlockingQueue : 基于链表实现的无界/有界阻塞队列

解释: 就像一个可以无限延伸的等位区（如果无界），或者一个可以灵活调整大小的等位区（如果有界）。客人可以一直排队，直到餐厅实在容纳不下（如果有界） 🚶‍♂️。
特点:
- 无界/有界: 可以指定队列的大小，也可以不指定（默认为无界）。
- 基于链表: 内部使用链表存储元素，因此插入和删除效率高。
- 吞吐量通常高于 ArrayBlockingQueue: 因为链表结构更适合并发操作。
适用场景: 适用于需要高吞吐量，并且对队列大小没有严格限制的场景（无界），或者需要动态调整队列大小的场景（有界）。
代码示例:

import java.util.concurrent.*;public class LinkedBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个无界的 LinkedBlockingQueue// LinkedBlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>();// 创建一个容量为 3 的 LinkedBlockingQueueLinkedBlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(3);// 向队列中添加元素queue.put("Task 1");queue.put("Task 2");queue.put("Task 3");// 尝试添加第四个元素，如果是有界队列，会阻塞// queue.put("Task 4"); // 如果是有界队列，这行代码会阻塞System.out.println("队列已满，等待空位...");// 从队列中取出元素System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 1System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 2System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task 3// 尝试取出元素，会阻塞直到队列有元素// System.out.println("取出: " + queue.take()); // 这行代码会阻塞System.out.println("队列已空，等待元素...");}
}

代码解释:
- 无界队列：如果没有指定容量，LinkedBlockingQueue 会创建一个无界队列。理论上，它可以容纳无限多的元素，但实际上会受到系统内存的限制。 使用无界队列需要谨慎，防止 OOM (OutOfMemoryError) 错误！
- 有界队列：如果指定了容量，LinkedBlockingQueue 会创建一个有界队列。行为与 ArrayBlockingQueue 类似。

PriorityBlockingQueue : 支持优先级排序的无界阻塞队列

解释: 就像一个可以根据客人身份（优先级）安排座位的等位区。 VIP 客人可以优先入座 👑。
特点:
- 无界: 理论上可以容纳无限多的元素。
- 优先级排序: 队列中的元素会根据优先级进行排序。优先级高的元素会优先被取出。
- 元素必须实现 Comparable 接口: 或者在创建队列时提供一个 Comparator 对象，用于比较元素的优先级。
适用场景: 适用于需要根据优先级处理任务的场景。
代码示例:

import java.util.concurrent.*;
import java.util.Comparator;class Task implements Comparable<Task> {private int priority;private String name;public Task(int priority, String name) {this.priority = priority;this.name = name;}public int getPriority() {return priority;}@Overridepublic int compareTo(Task other) {// 优先级高的任务排在前面return Integer.compare(other.priority, this.priority);}@Overridepublic String toString() {return "Task{" +"priority=" + priority +", name='" + name + '\'' +'}';}
}public class PriorityBlockingQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个 PriorityBlockingQueuePriorityBlockingQueue<Task> queue = new PriorityBlockingQueue<>();// 向队列中添加任务queue.put(new Task(3, "Task C"));queue.put(new Task(1, "Task A"));queue.put(new Task(2, "Task B"));// 从队列中取出任务，会按照优先级排序System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task A (优先级 1)System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task B (优先级 2)System.out.println("取出: " + queue.take()); // 取出 Task C (优先级 3)}
}

输出结果：

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代码解释:
- Task 类实现了 Comparable 接口，用于比较任务的优先级。
- PriorityBlockingQueue 会根据 compareTo() 方法的返回值对任务进行排序。
- 优先级最高的任务会优先被取出。

DelayQueue : 支持延时获取元素的无界阻塞队列

解释: 就像一个可以预约座位的等位区。客人可以提前预约，但只有到了预约时间才能入座 ⏰。
特点:
- 无界: 理论上可以容纳无限多的元素。
- 延时获取: 队列中的元素只有在延时时间到达后才能被取出。
- 元素必须实现 Delayed 接口: Delayed 接口继承自 Comparable 接口，用于比较元素的剩余延时时间。
适用场景: 适用于需要延时执行任务的场景，例如：定时任务、缓存过期等。
代码示例:

import java.util.concurrent.*;
import java.time.Instant;
import java.time.temporal.ChronoUnit;class DelayedTask implements Delayed {private String name;private Instant startTime;public DelayedTask(String name, long delayInMilliseconds) {this.name = name;this.startTime = Instant.now().plusMillis(delayInMilliseconds);}@Overridepublic long getDelay(TimeUnit unit) {long diff = startTime.toEpochMilli() - Instant.now().toEpochMilli();return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);}@Overridepublic int compareTo(Delayed o) {return Long.compare(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS), o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));}@Overridepublic String toString() {return "DelayedTask{" +"name='" + name + '\'' +", startTime=" + startTime +'}';}
}public class DelayQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个 DelayQueueDelayQueue<DelayedTask> queue = new DelayQueue<>();// 向队列中添加任务queue.put(new DelayedTask("Task A", 2000)); // 2 秒后执行queue.put(new DelayedTask("Task B", 1000)); // 1 秒后执行queue.put(new DelayedTask("Task C", 3000)); // 3 秒后执行// 从队列中取出任务，会按照延时时间排序System.out.println("取出: " + queue.take()); // 1 秒后取出 Task BSystem.out.println("取出: " + queue.take()); // 2 秒后取出 Task ASystem.out.println("取出: " + queue.take()); // 3 秒后取出 Task C}
}

输出结果：

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代码解释:
- DelayedTask 类实现了 Delayed 接口，用于表示一个延时任务。
- getDelay() 方法返回任务的剩余延时时间。
- compareTo() 方法用于比较任务的剩余延时时间。
- DelayQueue 会根据 getDelay() 方法的返回值对任务进行排序。
- 只有延时时间到达的任务才能被取出。

SynchronousQueue : 不存储元素的阻塞队列

解释: 就像一个只能同时容纳一个客人的小餐馆。客人来了，必须立刻有服务员接待，否则客人就走了 🏃。
特点:
- 不存储元素: SynchronousQueue 不存储任何元素。每个插入操作必须等待一个相应的移除操作，反之亦然。
- 公平性: 可以选择公平模式或非公平模式。
- 吞吐量高: 因为没有实际的存储操作，所以吞吐量很高。
适用场景: 适用于生产者和消费者需要直接交换数据的场景，例如：线程池的 Executors.newCachedThreadPool()。
代码示例:

 import java.util.concurrent.*;public class SynchronousQueueExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个 SynchronousQueueSynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<>();// 生产者线程Thread producer = new Thread(() -> {try {System.out.println("生产者：准备放入数据");queue.put("Data"); // 放入数据，会阻塞直到有消费者取出System.out.println("生产者：数据已放入");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});// 消费者线程Thread consumer = new Thread(() -> {try {Thread.sleep(1000); // 模拟消费者需要一些时间准备System.out.println("消费者：准备取出数据");String data = queue.take(); // 取出数据，会阻塞直到有生产者放入System.out.println("消费者：取出数据：" + data);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});producer.start();consumer.start();}}

输出结果：

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代码解释:
- put() 方法：生产者线程调用 put() 方法放入数据，会阻塞直到有消费者线程调用 take() 方法取出数据。
- take() 方法：消费者线程调用 take() 方法取出数据，会阻塞直到有生产者线程调用 put() 方法放入数据。
- 生产者和消费者必须同步进行，才能完成数据的交换。