這篇“Java中阻塞隊(duì)列怎么使用”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價(jià)值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來(lái)看看這篇“Java中阻塞隊(duì)列怎么使用”文章吧。

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1. 什么是阻塞隊(duì)列

阻塞隊(duì)列是一種特殊的隊(duì)列，和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中普通的隊(duì)列一樣，也遵守先進(jìn)先出的原則同時(shí)，阻塞隊(duì)列是一種能保證線(xiàn)程安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且具有以下兩種特性：當(dāng)隊(duì)列滿(mǎn)的時(shí)候，繼續(xù)向隊(duì)列中插入元素就會(huì)讓隊(duì)列阻塞，直到有其他線(xiàn)程從隊(duì)列中取走元素；當(dāng)隊(duì)列為空的時(shí)候，繼續(xù)出隊(duì)列也會(huì)讓隊(duì)列阻塞，直到有其他線(xiàn)程往隊(duì)列中插入元素

補(bǔ)充：線(xiàn)程阻塞的意思指代碼此時(shí)不會(huì)被執(zhí)行，即操作系統(tǒng)在此時(shí)不會(huì)把這個(gè)線(xiàn)程調(diào)度到CPU上去執(zhí)行了

2. 阻塞隊(duì)列的代碼使用

import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.BlockingDeque;
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //不能直接newBlockingDeque，因?yàn)樗且粋€(gè)接口，要向上轉(zhuǎn)型
        //LinkedBlockingDeque內(nèi)部是基于鏈表方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的
        BlockingDeque<String> queue=new LinkedBlockingDeque<>(10);//此處可以指定一個(gè)具體的數(shù)字，這里的的10代表隊(duì)列的最大容量
        queue.put("hello");
        String elem=queue.take();
        System.out.println(elem);
        elem=queue.take();
        System.out.println(elem);
    }
}

注意： put方法帶有阻塞功能，但是offer不具有，所以一般用put方法(能使用offer方法的原因是 BlockingDeque繼承了Queue）

打印結(jié)果如上所示，當(dāng)打印了hello后，隊(duì)列為空，代碼執(zhí)行到elem=queue.take();就不會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行了，此時(shí)線(xiàn)程進(jìn)入阻塞等待狀態(tài)，什么也不會(huì)打印了，直到有其他線(xiàn)程給隊(duì)列中放入新的元素為止

3. 生產(chǎn)者消費(fèi)者模型

生產(chǎn)者消費(fèi)者模型是在服務(wù)器開(kāi)發(fā)和后端開(kāi)發(fā)中比較常用的編程手段，一般用于解耦合和削峰填谷。

高耦合度：兩個(gè)代碼模塊的關(guān)聯(lián)關(guān)系比較高
高內(nèi)聚：一個(gè)代碼模塊內(nèi)各個(gè)元素彼此結(jié)合的緊密
因此，我們一般追求高內(nèi)聚低耦合，這樣會(huì)加快執(zhí)行效率，而使用生產(chǎn)者消費(fèi)者模型就可以解耦合

（1）應(yīng)用一：解耦合

我們以實(shí)際生活中的情況為例，這里有兩臺(tái)服務(wù)器：A服務(wù)器和B服務(wù)器，當(dāng)A服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)給B時(shí)，要是直接傳輸?shù)脑?huà)，那么不是A向B推送數(shù)據(jù)，就是B從A中拉取數(shù)據(jù)，都是需要A和B直接交互，所以A和B存在依賴(lài)關(guān)系（A和B的耦合度比較高）。未來(lái)如果服務(wù)器需要擴(kuò)展，比如加一個(gè)C服務(wù)器，讓A給C傳數(shù)據(jù)，那么改動(dòng)就比較復(fù)雜，且會(huì)降低效率。這時(shí)我們可以加一個(gè)隊(duì)列，這個(gè)隊(duì)列為阻塞隊(duì)列，如果A把數(shù)據(jù)寫(xiě)到隊(duì)列里，B從中取，那么隊(duì)列相當(dāng)于是中轉(zhuǎn)站（或者說(shuō)交易場(chǎng)所），A相當(dāng)于生產(chǎn)者（提供數(shù)據(jù)），B相當(dāng)于消費(fèi)者（接收數(shù)據(jù)），此時(shí)就構(gòu)成了生產(chǎn)者消費(fèi)者模型，這樣會(huì)讓代碼耦合度更低，維護(hù)更方便，執(zhí)行效率更高。

在計(jì)算機(jī)中，生產(chǎn)者充當(dāng)其中一組線(xiàn)程，而消費(fèi)者充當(dāng)另一組線(xiàn)程，而交易場(chǎng)所就可以使用阻塞隊(duì)列了

（2）應(yīng)用二：削峰填谷

在河道中大壩算是一個(gè)很重要的組成部分了，如果沒(méi)有大壩，大家試想一下結(jié)果：當(dāng)汛期來(lái)臨后上游的水很大時(shí)，下游就會(huì)涌入大量的水發(fā)生水災(zāi)讓莊稼被淹沒(méi)；而旱期的話(huà)下游的水會(huì)很少可能會(huì)引發(fā)旱災(zāi)。若有大壩的話(huà)，汛期時(shí)大壩把多余的水存到大壩中，關(guān)閘蓄水，讓上游的水按一定速率往下流，避免突然一波大雨把下游淹了，這樣下游不至于出現(xiàn)水災(zāi)。旱期時(shí)大壩把之前儲(chǔ)存好的水放出來(lái)，還是讓讓水按一定速率往下流，避免下流太缺水，這樣既可以避免汛期發(fā)生洪澇又可以避免旱期發(fā)生旱災(zāi)了。
峰：相當(dāng)于汛期
谷：相當(dāng)于旱期
計(jì)算機(jī)中
這樣的情況在計(jì)算機(jī)中也是很典型的，尤其是在服務(wù)器開(kāi)發(fā)中，網(wǎng)關(guān)通常會(huì)把互聯(lián)網(wǎng)中的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給業(yè)務(wù)服務(wù)器，比如一些商品服務(wù)器，用戶(hù)服務(wù)器，商家服務(wù)器（存放商家的信息），直播服務(wù)器。但因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)過(guò)來(lái)的請(qǐng)求數(shù)量是多是少不可控，相當(dāng)于上游的水，如果突然來(lái)了一大波請(qǐng)求，網(wǎng)關(guān)即使能扛得住，后續(xù)的很多服務(wù)器收到很多請(qǐng)求也就會(huì)崩潰（處理一個(gè)請(qǐng)求涉及到一系列的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)操作效率本身比較低，這樣請(qǐng)求多了就處理不過(guò)來(lái)了，因此就會(huì)崩潰）

所以實(shí)際情況中網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)服務(wù)器之間往往用一個(gè)隊(duì)列來(lái)緩沖，這個(gè)隊(duì)列就是阻塞隊(duì)列（交易場(chǎng)所），用這個(gè)隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者（網(wǎng)關(guān)）消費(fèi)者（業(yè)務(wù)服務(wù)器）模型，把請(qǐng)求緩存到隊(duì)列中，后面的消費(fèi)者（業(yè)務(wù)服務(wù)器）按照自己固定的速率去讀請(qǐng)求。這樣當(dāng)請(qǐng)求很多時(shí)，雖然隊(duì)列服務(wù)器可能會(huì)稍微受到一定壓力，但能保證業(yè)務(wù)服務(wù)器的安全。

（3）相關(guān)代碼

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用一個(gè) BlockingQueue 作為交易場(chǎng)所
        BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
        // 此線(xiàn)程作為消費(fèi)者
        Thread customer = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    // 取隊(duì)首元素
                    try {
                        Integer value = queue.take();
                        System.out.println("消費(fèi)元素: " + value);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        customer.start();
        // 此線(xiàn)程作為生產(chǎn)者
        Thread producer = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
                    System.out.println("生產(chǎn)了元素: " + i);
                    try {
                        queue.put(i);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        producer.start();
        try {
            customer.join();
            producer.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印如上（此代碼是讓生產(chǎn)者通過(guò)sleep每過(guò)1秒生產(chǎn)一個(gè)元素，而消費(fèi)者不使用sleep，所以每當(dāng)生產(chǎn)一個(gè)元素時(shí)，消費(fèi)者都會(huì)立馬消費(fèi)一個(gè)元素）

4.阻塞隊(duì)列和生產(chǎn)者消費(fèi)者模型功能的實(shí)現(xiàn)

在學(xué)會(huì)如何使用BlockingQueue后，那么如何自己去實(shí)現(xiàn)一個(gè)呢？
主要思路：

• 1.利用數(shù)組

• 2.head代表隊(duì)頭，tail代表隊(duì)尾

• 3.head和tail重合后到底是空的還是滿(mǎn)的判斷方法：專(zhuān)門(mén)定義一個(gè)size記錄當(dāng)前隊(duì)列元素個(gè)數(shù)，入隊(duì)列時(shí)size加1出隊(duì)列時(shí)size減1，當(dāng)size為0表示空，為數(shù)組最大長(zhǎng)度就是滿(mǎn)的（也可以浪費(fèi)一個(gè)數(shù)組空間用head和tail重合表示空，用tail+1和head重合表示滿(mǎn)，但此方法較為麻煩，上一個(gè)方法較為直觀，因此我們使用上一個(gè)方法）

public class Test2 {
    static class BlockingQueue {
    private int[] items = new int[1000];    // 此處的1000相當(dāng)于隊(duì)列的最大容量, 此處暫時(shí)不考慮擴(kuò)容的問(wèn)題.
    private int head = 0;//定義隊(duì)頭
    private int tail = 0;//定義隊(duì)尾
    private int size = 0;//數(shù)組大小
    private Object locker = new Object();

    // put 用來(lái)入隊(duì)列
    public void put(int item) throws InterruptedException {
        synchronized (locker) {
            while (size == items.length) {
                // 隊(duì)列已經(jīng)滿(mǎn)了，阻塞隊(duì)列開(kāi)始阻塞
                locker.wait();
            }
            items[tail] = item;
            tail++;
            // 如果到達(dá)末尾, 就回到起始位置.
            if (tail >= items.length) {
                tail = 0;
            }
            size++;
            locker.notify();
        }
    }
    // take 用來(lái)出隊(duì)列
    public int take() throws InterruptedException {
        int ret = 0;
        synchronized (locker) {
            while (size == 0) {
                // 對(duì)于阻塞隊(duì)列來(lái)說(shuō), 如果隊(duì)列為空, 再?lài)L試取元素, 就要阻塞
                locker.wait();
            }
            ret = items[head];
            head++;
            if (head >= items.length) {
                head = 0;
            }
            size--;
            // 此處的notify 用來(lái)喚醒 put 中的 wait
            locker.notify();
        }
        return ret;
    }
}

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue queue = new BlockingQueue();
        // 消費(fèi)者線(xiàn)程
        Thread consumer = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        int elem = queue.take();
                        System.out.println("消費(fèi)元素: " + elem);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        consumer.start();

        // 生產(chǎn)者線(xiàn)程
        Thread producer = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i < 10000; i++) {
                    System.out.println("生產(chǎn)元素: " + i);
                    try {
                        queue.put(i);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        producer.start();
        consumer.join();
        producer.join();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如上。
注意：

• 1.wait和notify的正確使用

• 2.put和take都會(huì)產(chǎn)生阻塞情況，但阻塞條件是對(duì)立的，wait不會(huì)同時(shí)觸發(fā)（put喚醒take阻塞，take喚醒put阻塞）

以上就是關(guān)于“Java中阻塞隊(duì)列怎么使用”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

名稱(chēng)欄目：Java中阻塞隊(duì)列怎么使用
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