Java多线程：阻塞队列与等待唤醒机制初探

Posted 2022-07-19 流楚丶格念

文章目录

• 阻塞队列概述
• 阻塞队列基本使用
• • BlockingQueue
  • • BlockingQueue的核心方法:
    • 代码示例
• 阻塞队列实现等待唤醒机制
• • 代码需求：
  • • 代码示例

阻塞队列概述

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里拿元素。

阻塞队列基本使用

BlockingQueue

常见BlockingQueue有:

• ArrayBlockingQueue: 底层是数组,有界
• LinkedBlockingQueue: 底层是链表,无界.但不是真正的无界,最大为int的最大值

他们两个和List的实现子类有点像。

他们的继承结构如下：

BlockingQueue的核心方法:

核心方法：

方法	说明
put(anObject)	将参数放入队列,如果放不进去会阻塞
take()	取出第一个数据,取不到会阻塞

其他方法（与List类似）

方法\\处理方式	抛出异常	返回特殊值	一直阻塞	超时退出
插入方法	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除方法	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
检查方法	element()	peek()	不可用	不可用

多线程一般多用put与take

代码示例

class Demo02 
    public static void main(String[] args) throws Exception 
        // 创建阻塞队列的对象,容量为 1
        ArrayBlockingQueue<String> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        // 存储元素
        arrayBlockingQueue.put("糖果");

        // 取元素
        System.out.println(arrayBlockingQueue.take());
        System.out.println(arrayBlockingQueue.take()); // 取不到会阻塞

        System.out.println("程序结束了");
    

程序没有结束，他会一直读取阻塞队列

阻塞队列实现等待唤醒机制

代码需求：

生产者类(Cooker)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务

1. 构造方法中接收一个阻塞队列对象
2. 在run方法中循环向阻塞队列中添加包子
3. 打印添加结果

消费者类(Foodie)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务

1. 构造方法中接收一个阻塞队列对象
2. 在run方法中循环获取阻塞队列中的包子
3. 打印获取结果

测试类(Demo)：里面有main方法，main方法中的代码步骤如下

1. 创建阻塞队列对象
2. 创建生产者线程和消费者线程对象,构造方法中传入阻塞队列对象
3. 分别开启两个线程

代码示例

package com.test;


import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

class Cooker extends Thread 

    private ArrayBlockingQueue<String> bd;

    public Cooker(ArrayBlockingQueue<String> bd) 
        this.bd = bd;
    

    @Override
    public void run() 
        while (true) 
            try 
                bd.put("糖果");
                System.out.println("厨师放入一个糖果");
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    


class Foodie extends Thread 
    private ArrayBlockingQueue<String> bd;

    public Foodie(ArrayBlockingQueue<String> bd) 
        this.bd = bd;
    

    @Override
    public void run() 
        while (true) 
            try 
                String take = bd.take();
                System.out.println("吃货将" + take + "拿出来吃了");
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
        

    


class Demo 
    public static void main(String[] args) 
        // 一个阻塞队列代表一个桌子
        ArrayBlockingQueue<String> bd = new ArrayBlockingQueue<>(1);

        Foodie f = new Foodie(bd);
        Cooker c = new Cooker(bd);

        f.start();
        c.start();