1. 什麼是阻塞佇列
阻塞佇列是一種特殊的佇列，和資料結構中普通的佇列一樣，也遵守進階先出的原則同時，阻塞佇列是一種能確保執行緒安全的資料結構，並且具有以下兩種特性：當佇列滿的時候，繼續向佇列插入元素就會讓佇列阻塞，直到有其他執行緒從佇列中取走元素；當隊列為空的時候，繼續出隊列也會讓隊列阻塞，直到有其他線程往隊列中插入元素
#補充：線程阻塞的意思是指此時不會被執行，即作業系統在此時不會把這個執行緒調度到CPU上去執行了
2. 阻塞佇列的程式碼使用
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，因为它是一个接口，要向上转型
//LinkedBlockingDeque内部是基于链表方式来实现的
BlockingDeque<String> queue=new LinkedBlockingDeque<>(10);//此处可以指定一个具体的数字，这里的的10代表队列的最大容量
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）
##列印結果如上所示，當列印了hello後，佇列為空，程式碼執行到
elem=queue.take();就不會繼續往下執行了，此時執行緒進入阻塞等待狀態，什麼也不會列印了，直到有其他執行緒給佇列中放入新的元素為止
高內聚：一個程式碼模組內各個元素彼此結合的緊密
因此，我們一般追求高內聚低耦合，這樣會加快執行效率，而使用生產者消費者模型就可以解耦合
在河道中大壩算是一個很重要的組成部分了，如果沒有大壩，大家試想一下結果：當汛期來臨後上游的水很大時，下游就會湧入大量的水發生水災讓莊稼被淹沒；而旱期的話下游的水會很少可能會引發旱災。若有大壩的話，汛期時大壩把多餘的水存到大壩中，關閘蓄水，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，這樣下游不至於出現水災。旱期時水壩把之前儲存好的水放出來，還是讓讓水以一定速率往下流，避免下流太缺水，這樣既可以避免汛期發生洪澇又可以避免旱期發生旱災了。
峰：相當於汛期
谷：相當於旱期
電腦中
這樣的情況在電腦中也是很典型的，尤其是在伺服器開發中，網關通常會把網路中的請求轉發給業務伺服器，例如一些商品伺服器，使用者伺服器，商家伺服器（存放商家的資訊），直播伺服器。但因為網路過來的請求數量是多是少不可控，相當於上游的水，如果突然來了一大波請求，網關即使能扛得住，後續的很多伺服器收到很多請求也會崩潰（處理一個請求涉及到一系列的資料庫操作，因為資料庫相關操作效率本身比較低，這樣請求多了就處理不過來了，因此就會崩潰）
所以实际情况中网关和业务服务器之间往往用一个队列来缓冲，这个队列就是阻塞队列（交易场所），用这个队列来实现生产者（网关）消费者（业务服务器）模型，把请求缓存到队列中，后面的消费者（业务服务器）按照自己固定的速率去读请求。这样当请求很多时，虽然队列服务器可能会稍微受到一定压力，但能保证业务服务器的安全。
（3）相关代码
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
// 使用一个 BlockingQueue 作为交易场所
BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
// 此线程作为消费者
Thread customer = new Thread() {
@Override
public void run() {
while (true) {
// 取队首元素
try {
Integer value = queue.take();
System.out.println("消费元素: " + value);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
customer.start();
// 此线程作为生产者
Thread producer = new Thread() {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
System.out.println("生产了元素: " + 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（此代码是让生产者通过sleep每过1秒生产一个元素，而消费者不使用sleep，所以每当生产一个元素时，消费者都会立马消费一个元素）
4.阻塞队列和生产者消费者模型功能的实现
在学会如何使用BlockingQueue后，那么如何自己去实现一个呢？
主要思路：
1.利用数组
2.head代表队头，tail代表队尾
3.head和tail重合后到底是空的还是满的判断方法：专门定义一个size记录当前队列元素个数，入队列时size加1出队列时size减1，当size为0表示空，为数组最大长度就是满的（也可以浪费一个数组空间用head和tail重合表示空，用tail+1和head重合表示满，但此方法较为麻烦，上一个方法较为直观，因此我们使用上一个方法）
public class Test2 {
static class BlockingQueue {
private int[] items = new int[1000]; // 此处的1000相当于队列的最大容量, 此处暂时不考虑扩容的问题.
private int head = 0;//定义队头
private int tail = 0;//定义队尾
private int size = 0;//数组大小
private Object locker = new Object();
// put 用来入队列
public void put(int item) throws InterruptedException {
synchronized (locker) {
while (size == items.length) {
// 队列已经满了，阻塞队列开始阻塞
locker.wait();
}
items[tail] = item;
tail++;
// 如果到达末尾, 就回到起始位置.
if (tail >= items.length) {
tail = 0;
}
size++;
locker.notify();
}
}
// take 用来出队列
public int take() throws InterruptedException {
int ret = 0;
synchronized (locker) {
while (size == 0) {
// 对于阻塞队列来说, 如果队列为空, 再尝试取元素, 就要阻塞
locker.wait();
}
ret = items[head];
head++;
if (head >= items.length) {
head = 0;
}
size--;
// 此处的notify 用来唤醒 put 中的 wait
locker.notify();
}
return ret;
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockingQueue queue = new BlockingQueue();
// 消费者线程
Thread consumer = new Thread() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
int elem = queue.take();
System.out.println("消费元素: " + elem);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
consumer.start();
// 生产者线程
Thread producer = new Thread() {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i < 10000; i++) {
System.out.println("生产元素: " + i);
try {
queue.put(i);
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
producer.start();
consumer.join();
producer.join();
}
}
运行结果如上。
注意：
1.wait和notify的正确使用
2.put和take都会产生阻塞情况，但阻塞条件是对立的，wait不会同时触发（put唤醒take阻塞，take唤醒put阻塞）
以上是分析Java中阻塞佇列的範例的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
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