java並發編程工具類JUC之ArrayBlockingQueue

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Java BlockingQueue接口java.util.concurrent.BlockingQueue表示一個可以存取元素，並且線程安全的隊列。換句話說，當多線程同時從 JavaBlockingQueue中插入元素、獲取元素的時候，不會導致任何並發問題（元素被插入多次、處理多次等問題）。

從java BlockingQueue可以引申出一個概念：阻塞隊列，是指隊列本身可以阻塞線程向隊列裡面插入元素，或者阻塞線程從隊列裡面獲取元素。比如：當一個線程嘗試去從一個空隊列裡面獲取元素的時候，這個線程將被阻塞直到隊列內元素數量不再為空。當然，線程是否會被阻塞取決於你調用什麼方法從BlockingQueue獲取元素，有的方法會阻塞線程，有的方法會拋出異常等等，下文我們會詳細介紹。

類ArrayBlockingQueue是BlockingQueue接口的實現類，它是有界的阻塞隊列，內部使用數組存儲隊列元素。這裡的“有界”是指存儲容量存在上限，不能無限存儲元素。在同一時間內存儲容量存在著一個上限值，這個上限制在初始實例化的時候指定，之後便不能修改瞭。

ArrayBlockingQueue內部采用FIFO (First In, First Out)先進先出的方法實現隊列數據的存取，隊首的元素是在隊列中保存時間最長的元素對象，隊尾的元素是在隊列中保存時間最短的元素對象。

下面的代碼說明如何初始化一個ArrayBlockingQueue，並向其中添加一個對象：

BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1024);
queue.put("1");   //向隊列中添加元素
Object object = queue.take();   //從隊列中取出元素

BlockingQueue可以通過泛型來限定隊列中存儲數據的類型，下面的代碼以String為泛型，表示該隊列隻能存儲String類型。

BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(1024);
queue.put("1");
String string = queue.take();

實現一個生產消費的實例

在前面的文章中我們曾經講過：BlockingQueue經常被用於生產消費的緩沖隊列。下面我們就使用ArrayBlockingQueue來真正的實現一個生產消費的例子。

類BlockingQueueExample開啟兩個獨立線程，一個是Producer生產者線程，負責向隊列中添加數據；另一個是Consumer消費者線程，負責從隊列中取出數據進行處理。

public class BlockingQueueExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //使用ArrayBlockingQueue初始化一個BlockingQueue，指定容量的上限為1024
        BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(1024);
        
        Producer producer = new Producer(queue);  //生產者
        Consumer consumer = new Consumer(queue);  //消費者

        new Thread(producer).start();  //開啟生產者線程
        new Thread(consumer).start();  //開啟消費者線程

        Thread.sleep(4000);
    }
}

類Producer為生產者，每隔10秒鐘使用put()方法向隊列中放入一個對象，放入三次。在這10秒的間隔內，隊列數據被消費者取走之後將導致消費者線程阻塞。

public class Producer implements Runnable{

    protected BlockingQueue queue = null;

    public Producer(BlockingQueue queue) {
        this.queue = queue;
    }

    public void run() {
        try {
            queue.put("1");
            Thread.sleep(10000);
            queue.put("2");
            Thread.sleep(10000);
            queue.put("3");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

下面的代碼是消費者類Consumer，它從隊列中獲取待處理的元素對象，並調用System.out將其打印出來。

public class Consumer implements Runnable{

    protected BlockingQueue queue = null;

    public Consumer(BlockingQueue queue) {
        this.queue = queue;
    }

    public void run() {
        try {
            System.out.println(queue.take());
            System.out.println(queue.take());
            System.out.println(queue.take());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上面的代碼打印結果是每隔10秒打印一次，因為其中take()方法在隊列內沒有元素可以取到的時候，會阻塞當前的消費者線程，讓其處於等待狀態，這個方法我們在上一節介紹BlockingQueue的時候就已經進行過說明。

以上就是java並發編程工具類JUC之ArrayBlockingQueue的詳細內容，更多關於java並發編程工具類ArrayBlockingQueue的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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