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并发队列

Zzzzn 2020-03-23 16:11 原文

并发队列

　　在并发队列上JDK提供了两套实现，一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列，一个是以BlockingQueue接口为代表的阻塞队列，无论哪种都继承自Queue。

　　

一、ConcurrentLinkedQueue

　　ConcurrentLinkedQueue：是一个适用于高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能，通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue，它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先加入的，尾是最近加入的，该队列不允许null元素；

　　ConcurrentLinkedQueue重要方法：

　　　　add()和offer()都是加入元素的方法（在ConcurrentLinkedQueue中这两个方法没有任务区别）；

　　　　poll()和peek()都是取头元素节点，区别在于前者会删除元素，后者不会；

package com.zn.queueTest;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class ConcurrentLinkedQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        //准备队列
        ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
        //存放数据
        queue.offer("张三");
        queue.offer("李四");
        queue.offer("王五");

        //获取队列中数据个数
        System.out.println("队列中当前有："+queue.size()+"个数据~");
        //获取队列中头数据  poll()方法相当于消费了队列中的数据，队列数据会随之删除
        System.out.println("获取队列中的数据："+queue.poll());
        System.out.println("队列中当前有："+queue.size()+"个数据~");
        //获取队列中数据，但是不会删除
        System.out.println("获取队列中的数据："+queue.peek());
        System.out.println("获取队列中的数据："+queue.peek());
        System.out.println("队列中当前有："+queue.size()+"个数据~");

    }
}

控制台效果：

　　

二、BlockingQueue

　　阻塞队列（BlockingQueue）是一个支持两个附加操作的队列，这两个附加的操作是：

　　　　在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空；

　　　　当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用；

　　阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器拿元素；

　　在java中，BlockingQueue的接口位于java.util.concurrent包中，阻塞队列是线程安全的；

　　在新增呢的concurrent包中，BlockingQueue很好的解决了多线程中，如何高效安全“传输”数据的问题，通过这些高效并且线程安全的队列类，为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利；

　　常用的队列主要由以下两种：

　　　　先进先出（FIFO）：先插入的队列的元素也最先出队列，类似于排队的功能，从某种程度上来说这种队列也体现了一种公平性；

　　　　后进后出（LIFO）：后插入队列的元素最先出队列，这种队列优先处理最近发生的事件；

1.ArrayBlockingQueue

　　ArrayBlockingQueue是一个有边界的阻塞队列，它的内部实现是一个数组，有边界意思就是它的容量是有限的，我们必须在其初始化的时候执行它的容量大小，容量大小一旦执行就不可改变；

　　ArrayBlockingQueue是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移除的对象是头部；

package com.zn.queueTest;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ArrayBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<String> arrays=new ArrayBlockingQueue<String>(3);
        arrays.add("张三");
        arrays.add("李四");
        arrays.add("王五");

        //添加阻塞队列
        arrays.offer("赵六",1, TimeUnit.SECONDS);

        //poll方法相当于消费了队列中的数据，队列的数据就会删除
        System.out.println(arrays.poll());
        System.out.println(arrays.poll());
        System.out.println(arrays.poll());
        System.out.println(arrays.poll());
    }
}

控制台效果：

　　

 如果先出队一条数据，此时被阻塞的数据就可以添加进来：

package com.zn.queueTest;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ArrayBlockingQueueTest {
    //出队一条数据
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<String> arrays=new ArrayBlockingQueue<String>(3);
        arrays.add("张三");
        arrays.add("李四");
        arrays.add("王五");
        //出队一条数据
        System.out.println(arrays.poll());

        //添加阻塞队列
        arrays.offer("赵六",1, TimeUnit.SECONDS);

        //poll方法相当于消费了队列中的数据，队列的数据就会删除
        System.out.println(arrays.poll());
        System.out.println(arrays.poll());
        System.out.println(arrays.poll());
    }
}

控制台效果：

　　

2.LinkedBlockingQueue

　　LinkedBlockingQueue阻塞队列大小的配置时可选的，如果我们初始化时指定大小，它就是有边界的，如果不指定，它就是无边界的。说是无边界，其实是采用了默认大小为Integer.MAX_VALUE容量，它的内部是一个链表；

　　和ArrayBlockingQueue一样，LinkedBlockingQueue也是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移除的对象是头部；

package com.zn.queueTest;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class LinkedBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        LinkedBlockingQueue linkedBlockingQueue=new LinkedBlockingQueue(3);
        linkedBlockingQueue.add("A");
        linkedBlockingQueue.add("B");
        linkedBlockingQueue.add("C");
        System.out.println(linkedBlockingQueue.poll());
        System.out.println(linkedBlockingQueue.size());
    }
}

控制台效果：

　　

3.PriorityBlockingQueue

　　PriorityBlockingQueue是一个没有边界的队列，它的排序规则和java.util.PriorityQueue一样。需要注意，PriorityBlockingQueue中国允许插入null对象；

　　所有插入PriorityBlockingQueue的对象必须实现java.lang.Comparable接口，队列优先级的排序规则就是按照我们对这个接口的实现来定义的；

　　另外，我们可以从PriorityBlockingQueue获得一个迭代器Iterator，但这个迭代器并不保证按照优先级顺序进行迭代；

package com.zn.queueTest;

import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;

public class PriorityBlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        PriorityBlockingQueue<String> priorityBlockingQueue=new PriorityBlockingQueue<String>(3);
        priorityBlockingQueue.add("AA");
        priorityBlockingQueue.add("BB");
        priorityBlockingQueue.add("CC");
        System.out.println(priorityBlockingQueue.poll());
        System.out.println(priorityBlockingQueue.size());
    }
}

控制台效果：

 　　

4.SynchronousQueue

　　SynchronousQueue队列内部仅容纳一个元素，当一个线程插入一个元素后会被阻塞，除非这个元素被另一个线程消费；

 

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