Java中常用的七个阻塞队列

Posted 2021-02-28 ysd139856

Java中常用的七个阻塞队列介绍第一篇

在上一篇我们对Java中的队列分类做了简单的介绍。本文咱们主要来聊聊阻塞队列中的七个常用子类。这七个阻塞队列的学习步骤：先看源码，分析完源码之后，我们再来对每个队列进行总结。最后在来个大总结。文章可能有点长，但是，大家耐着性子看完，保证你对这七大阻塞队列有深刻的理解。

本文主要内容：介绍前三个队列及查看源码总结每个队列的特点

本文出自凯哥Java(kaigejava)的《凯哥Java并发系列》之《Java并发编程之队列》系列的第二篇：《Java中常用的七个阻塞队列介绍第一篇》

先来看看这七个子类的类图：

?

都是BlockingQueue(阻塞队列的父接口)的子类，而BlockingQueue最终又继承于Collection接口。从而我们可以这么说，阻塞队列是Collection的子类的一个分支也没问题。

阻塞队列的七个子类：

ArrayBlockingQueue(下文简称：ABQueue)、LinkedBlockingQueue(下文简称：LBQueue)、PriorityBlockingQueue(下文简称：PBQueue)、DelayQueue(下文简称：DQueue)、SynchronouseQueue(下文简称：SyncQueue)、LinkedTrnsferQueue(下文简称：LTQueue)、LinkedBlockingDeque(下文简称：LBDeque)这个七个。我们来一个一个看。

ArrayBlockingQueue

在上面我们知道了阻塞队列是集合的一个子类。我们也知道： Collection<String> c1 = new ArrayList<String>();这个是成立的。那么是不是把ArrayList换成ArrayBlockingQueue也行呢？

我们测试下：

发现确实可以的。

我们来看看arrayBlockingQueue的构造器：

由三个构造器。代码如下：

我们看到，其实都调用的是：

public 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();

}

从代码中我们可以看到：ABQueue底层是数组结构。使用的是ReentrantLock锁。再之前的文章中凯哥(凯哥Java:kaigejava)在讲解ReentrantLock的时候，讲过默认使用的是非公平的。

所以通过源码分析我们可以对ABQueue得到如下总结：

ABQueue结论：

ArrayBlockingQueue：是数据结构的有界的阻塞队列。且默认使用非公平锁，也就是不保证线程公平访问队列的。

为什么说是有界的呢？因为我们知道数组大小是有边界的。无论你声明的数组多大，最后都一个极限的。存在大小限制，从源码中，来看看向队列中添加数据的方法：

为什么说默认不保证线程公平呢？因为RLock默认使用的就是非公平机制的。

如何保证公平呢？在声明的时候，直接设置为true.

LinkedBlockingQueue

先来看看构造器:

和ABQueue类似都是由三个构造器。但是不同的是，LBQueue没有强制输入队列大小的。默认使用的是Integer.MAX_VALUE.那么这个数值是多大呢？2的31次方-1.大概是21亿多。

从源码中，我们可以看出，last=head=new Node<E>（）。从这行代码中，我们可以知道，LBQueue使用的是链表结构。也是使用的RLock锁。

所以，从源码中，我们可以得到如下总结：

LBQueue结论：

LBQueue是使用链表结构的有界阻塞队列。

为什么说是有界的呢？我们来看看添加的元素的源码：

需要注意：千万别用默认的。因为默认大小是Integer.MAX_VALUE。java int 类整数的最大值是 2 的 31 次方 - 1 = 2147483648 - 1 = 2147483647。这个数据太大了。如果使用默认的话，也可以理解为无界的。

PriorityBlockingQueue

这个队列名字拆开：

priority：中文的意思是优先的，优先通行权。这个队列支持优先级的。

来看看构造器：

如果不传递队列数量。使用默认的。从源码中，我们可以看到默认创建初始的队列大小是11.

我们来看看添加元素方法的源码：

从源码中，我们可以到，在添加的时候用了Comparator这个接口。而且在源码中，我们也没看到对队列的大小限制。

PBQueue总结：

PBQueue是一个支持优先级的无界阻塞队列。默认情况下元素采用自然顺序升序排列。也可以自定义类来实现comparator接口的compare方法来实现自定义排序规则。或者是在初始化的时候调用public PriorityBlockingQueue(int initialCapacity,Comparator<? super E> comparator) {}这个构造器，支持在初始化的时候传递比较器。PBQueue队列同样使用了RLock，所以不能保证公平性。在添加的时候，不能添加null元素。否则会空指针异常。

为什么说支持优先级呢？添加元素的源码中使用了Comparator接口。而Comparator默认使用的是字典排序的。

代码演示

代码演示，PBQueue使用的默认排序顺序是字典排序升序法。代码如下：

运行结果：

下面来演示自定义比较器。

先来看看自定义的倒序排序器

在来看看存放和获取后：

ABQueue、LBQueue、PBQueue比较

名字 是否有界 数据结构 备注

ArrayBlockingQueue 有界的 数组 "初始化的时候需要给定队列大小；

默认非公平的。在初始化的时候可以给定是否使用公平锁"

LinkedBlockingQueue 有界的 链表 "默认大小事Integer.Max_value.达到21亿不建议使用默认的。"

PriorityBlockingQueue 无界的 链表 "支持优先级的阻塞队列。

默认适用自然排序升序规则

在初始化队列的时候，可以给定比较器的"