Java之BlockingQueue

再看BlockingQueue之前，首先得了解什么是Queue，以解了解Queue的逻辑结构还有特性，了解ReentrantLock可重入锁是什么。
BlockingQueue是阻塞队列，多应用于多线程开发，线程池。

这里讲解基本的操作，如添加、删除、返回队首元素、清除队列

方式	抛出异常	有返回值，不抛出异常	阻塞等待	超时等待
添加	add()	offer()	pull()	offer()
移除	remove()	poll()	take()	poll()
检测队首元素	element()	peak()

第一种add() remove() element() 继承自AbstractQueue.java

    /*** 抛出异常  add remove*/public static void test1(){//队列的大小ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(3);//3代表容量System.out.println(blockingQueue.add("a"));System.out.println(blockingQueue.add("b"));System.out.println(blockingQueue.add("c"));//IllegalStateException: Queue full 抛出异常！System.out.println(blockingQueue.add("d"));System.out.println(blockingQueue.element());//查看队首元素是谁System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());//NoSuchElementException  抛出异常!}

首先看一下ArrayBlockingQueue()的源码，会发现ArrayBlockingQueue()源码在ArrayBlockingQueue.java下

//ArrayBlockingQueue.javapublic ArrayBlockingQueue(int capacity) {this(capacity, false);}

继续点开this

//ArrayBlockingQueue.javapublic ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {if (capacity <= 0)throw new IllegalArgumentException();this.items = new Object[capacity];lock = new ReentrantLock(fair);notEmpty = lock.newCondition();notFull =  lock.newCondition();}

这就是底层的代码，应该都看得懂吧，多看看源码，还是非常有帮助的

add()方法

点开源码我们发现add()方法来自于ArrayBlockingQueue.java

//ArrayBlockingQueue.javapublic boolean add(E e) {return super.add(e);}

继续点super后面的add(e)，会发现ArrayBlockingQueue.java里面的add()方法继承于AbstractQueue.java

//AbstractQueue.javapublic boolean add(E e) {if (offer(e))return true;elsethrow new IllegalStateException("Queue full");}

看清楚，这里注意，当队列满的时候，会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常
还有源码中，add()方法的实现基于offer()方法。

remove()方法

同理看一下源码

//AbstractQueue.javapublic E remove() {E x = poll();if (x != null)return x;elsethrow new NoSuchElementException();}

当队列为空时，继续移除会抛出NoSuchElementException()异常，remove()方法实现基于poll()方法

element()方法

//AbstractQueue.javapublic E element() {E x = peek();if (x != null)return x;elsethrow new NoSuchElementException();}

有关于offer()、poll()、peek()方法下面会讲解到

第二种offer()、poll()、peek()方法

    /*** 有返回值，没有异常   offer  poll*/public static void test2(){ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(2);System.out.println(blockingQueue.offer("a"));System.out.println(blockingQueue.offer("b"));//System.out.println(blockingQueue.offer("c"));System.out.println(blockingQueue.peek());System.out.println(blockingQueue.poll());//false 不抛出异常！System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());//System.out.println(blockingQueue.poll());//null 返回null}

直接看方法的源码吧，方便理解

offer()方法

//ArrayBlockingQueue.javapublic boolean offer(E e) {checkNotNull(e);final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {if (count == items.length)return false;else {enqueue(e);return true;}} finally {lock.unlock();}}

可以看到这里加入了可重入锁，保证了线程安全
如果对队列如何存不了解的话，可以点开enqueue(e)

//ArrayBlockingQueue.javaprivate void enqueue(E x) {// assert lock.getHoldCount() == 1;// assert items[putIndex] == null;final Object[] items = this.items;items[putIndex] = x;if (++putIndex == items.length)putIndex = 0;count++;notEmpty.signal();}

自己理解一下

poll()方法

//ArrayBlockingQueue.javapublic E poll() {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {return (count == 0) ? null : dequeue();} finally {lock.unlock();}}

dequeue()队列取源码

//ArrayBlockingQueue.javaprivate E dequeue() {// assert lock.getHoldCount() == 1;// assert items[takeIndex] != null;final Object[] items = this.items;@SuppressWarnings("unchecked")E x = (E) items[takeIndex];items[takeIndex] = null;if (++takeIndex == items.length)takeIndex = 0;count--;if (itrs != null)itrs.elementDequeued();notFull.signal();return x;}

peek()方法

//ArrayBlockingQueue.javapublic E peek() {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty} finally {lock.unlock();}}

第三种offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)，poll(long timeout, TimeUnit unit)

    /*** 等待，阻塞（等待超时）*/public  static void test3() throws InterruptedException{ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(3);blockingQueue.offer("a");blockingQueue.offer("b");blockingQueue.offer("c");blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll(3, TimeUnit.SECONDS));}

这里直接上源码，就是多了参数

//ArrayBlockingQueue.javapublic boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException {checkNotNull(e);long nanos = unit.toNanos(timeout);final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lockInterruptibly();try {while (count == items.length) {if (nanos <= 0)return false;nanos = notFull.awaitNanos(nanos);}enqueue(e);return true;} finally {lock.unlock();}}

//ArrayBlockingQueue.javapublic E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {long nanos = unit.toNanos(timeout);final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lockInterruptibly();try {while (count == 0) {if (nanos <= 0)return null;nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);}return dequeue();} finally {lock.unlock();}}

这里可能对TimeUnit不了解，以及toNanos方法，这里讲一下

//TimeUnit.java部分代码
public enum TimeUnit {/*** Time unit representing one thousandth of a microsecond*/NANOSECONDS {public long toNanos(long d)   { return d; }public long toMicros(long d)  { return d/(C1/C0); }public long toMillis(long d)  { return d/(C2/C0); }public long toSeconds(long d) { return d/(C3/C0); }public long toMinutes(long d) { return d/(C4/C0); }public long toHours(long d)   { return d/(C5/C0); }public long toDays(long d)    { return d/(C6/C0); }public long convert(long d, TimeUnit u) { return u.toNanos(d); }int excessNanos(long d, long m) { return (int)(d - (m*C2)); }},

这里可以看到toNanos方法，可能还是不太了解但是翻到TimeUnit.java的最后会看到这么一个方法

//TimeUnit.javapublic void sleep(long timeout) throws InterruptedException {if (timeout > 0) {long ms = toMillis(timeout);int ns = excessNanos(timeout, ms);Thread.sleep(ms, ns);}}

是不是很熟悉，如果知道Thread.sleep(),方法的就会发现，这里怎么也有sleep()方法，其实是Thread.sleep()方法的包装，这里将月、日、时、分、秒封装成方法，提供了更强的可读性，建议使用TimeUnit

第四种pu()t take()

    /*** 等待，阻塞（一直阻塞） put take*/public static void test4() throws InterruptedException {ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(3);blockingQueue.put("a");blockingQueue.put("b");blockingQueue.put("c");//blockingQueue.put("d");System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());}

直接上源码，对照offer()和poll()看

//ArrayBlockingQueue.javapublic 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();}}

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

请大家注意对比一下两个的返回值
有什么问题的话，请大家赐教

如果大家看不懂的话，可以点开这个链接狂神说Java
–JDK1.8 API
链接：https://pan.baidu.com/s/11r2vCXO6Y2nm9wPTyijqmA
提取码：abcd
推荐大家多看看API，这一个系列主要还是讲JUC下的
java.util.concurrent
java.util.concurrent.atomic
java.util.concurrent.locks 三个包

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