认识BlockingQueue

BlockingQueue是一种可以阻塞线程的队列，java中对这种队列提供了方法抽象，BlockingQueue则是抽象的接口。

• add：添加元素到队列里，添加成功返回true，由于容量满了添加失败会抛出IllegalStateException异常
• offer：添加元素到队列里，添加成功返回true，添加失败返回false
• put：添加元素到队列里，如果容量满了会阻塞直到容量不满
• poll：删除队列头部元素，如果队列为空，返回null。否则返回元素。
• remove：基于对象找到对应的元素，并删除。删除成功返回true，否则返回false
• take：删除队列头部元素，如果队列为空，一直阻塞到队列有元素并删除

参考文章 http://blog.csdn.net/x_i_y_u_e/article/details/52513038

认识一下ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue

这两个类是数组与链表的实现，这两个各有特点：

ArrayBlockingQueue

• 初始化时要指定长度
• 单个锁控制，读与写共用一个锁
• 基于array定位查找快

LinkedBlockingQueue

• 初始化时默认为Integer.MAX_VALUE
• 使用分离锁，写入时用的putLock，读取时用的takeLock
• 生产消息的时候需要转换为Node，有性能损耗

阻塞的原理

读时的阻塞

因为写入时阻塞主要是put方法，所以可以通过两个实现类的put方法来看一下是如何实现。

• ArrayBlockingQueue

public void put(E e) throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count == items.length)
            notFull.await();
        enqueue(e);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

可以看到这里会获取到一个锁，然后在在入队之前会有一个while，条件是count==item.length，其中count是指的当前队列已经写入的数据项个数，item是用于存数据的一个数组。也就是说如果当前队列的数据项等于数组的长度了，说明已经满了，此时则调用noteFull.await()阻塞当前线程;

• LinkedBlockingQueue

public void put(E e) throws InterruptedException {
    if (e == null) throw new NullPointerException();
    // Note: convention in all put/take/etc is to preset local var
    // holding count negative to indicate failure unless set.
    int c = -1;
    Node<E> node = new Node<E>(e);
    final ReentrantLock putLock = this.putLock;
    final AtomicInteger count = this.count;
    putLock.lockInterruptibly();
    try {
        /*
         * Note that count is used in wait guard even though it is
         * not protected by lock. This works because count can
         * only decrease at this point (all other puts are shut
         * out by lock), and we (or some other waiting put) are
         * signalled if it ever changes from capacity. Similarly
         * for all other uses of count in other wait guards.
         */
        while (count.get() == capacity) {
            notFull.await();
        }
        enqueue(node);
        c = count.getAndIncrement();
        if (c + 1 < capacity)
            notFull.signal();
    } finally {
        putLock.unlock();
    }
    if (c == 0)
        signalNotEmpty();
}

LinkedBlockingQueue在实现put时确实麻烦一些，只不过阻塞的模式是一样的，都是通过判断容易是否已经写满。

写时的阻塞

写时的配对方法是take，这个方法会对写入进行阻塞。

• LinkedBlockingQueue

public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count == 0)
            notEmpty.await();
        return dequeue();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

可以看到原理一样，只不过这里用的是notEmpty这个条件对象，意思表示空的时候等待。

• LinkedBlockingQueue

public E take() throws InterruptedException {
    E x;
    int c = -1;
    final AtomicInteger count = this.count;
    final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
    takeLock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count.get() == 0) {
            notEmpty.await();
        }
        x = dequeue();
        c = count.getAndDecrement();
        if (c > 1)
            notEmpty.signal();
    } finally {
        takeLock.unlock();
    }
    if (c == capacity)
        signalNotFull();
    return x;
}

同理LinkedBlockingQueue的实现也是一样的。

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