Java BlockingQueue

BlockingQueue 接口是 Java 集合框架 的一部分，它扩展了 Queue 接口。它允许任何操作等待直到成功执行。

例如，如果我们想从一个空队列中删除一个元素，那么阻塞队列允许删除操作等待，直到队列中有可删除的元素为止。

实现 BlockingQueue 的类

由于 BlockingQueue 是一个接口，我们不能直接实现它。

为了使用 BlockingQueue 的功能，我们需要使用实现它的类。

• ArrayBlockingQueue
• LinkedBlockingQueue

如何使用阻塞队列？

为了使用 BlockingQueue，我们必须导入 java.util.concurrent.BlockingQueue 包。

// Array implementation of BlockingQueue
BlockingQueue<String> animal1 = new ArraryBlockingQueue<>();

// LinkedList implementation of BlockingQueue
BlockingQueue<String> animal2 = new LinkedBlockingQueue<>();

在这里，我们分别创建了 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 类的对象 animal1 和 animal2。这些对象可以使用 BlockingQueue 接口的功能。

BlockingQueue 的方法

根据队列是满还是空，阻塞队列的方法可以分为 3 类

抛出异常的方法

• add() - 将一个元素插入到阻塞队列的末尾。如果队列已满，则抛出 异常。
• element() - 返回阻塞队列的头部。如果队列为空，则抛出异常。
• remove() - 从阻塞队列中移除一个元素。如果队列为空，则抛出异常。

返回某些值的方法

• offer() - 将指定元素插入到阻塞队列的末尾。如果队列已满，则返回 false。
• peek() - 返回阻塞队列的头部。如果队列为空，则返回 null。
• poll() - 从阻塞队列中移除一个元素。如果队列为空，则返回 null。

关于 offer() 和 poll() 的更多信息

offer() 和 poll() 方法可以与超时一起使用。也就是说，我们可以将时间单位作为参数传递。例如，

offer(value, 100, milliseconds)

这里，

• value 是要插入队列的元素
• 我们将超时时间设置为 100 毫秒

这意味着 offer() 方法将尝试将元素插入阻塞队列 100 毫秒。如果在 100 毫秒内无法插入该元素，则该方法返回 false。

注意：除了 milliseconds，我们还可以在 offer() 和 poll() 方法中使用以下时间单位：days、hours、minutes、seconds、microseconds 和 nanoseconds。

阻塞操作的方法

BlockingQueue 还提供了阻塞操作并等待队列满或空的方法。

• put() - 将一个元素插入到阻塞队列。如果队列已满，它将等待直到队列中有空间可以插入元素。
• take() - 从阻塞队列中移除并返回一个元素。如果队列为空，它将等待直到队列中有可删除的元素。

假设我们要向队列中插入元素。如果队列已满，则 put() 方法将等待直到队列中有空间插入元素。

同样，如果我们想从队列中删除元素。如果队列为空，则 take() 方法将等待直到队列包含可删除的元素。

ArrayBlockingQueue 中 BlockingQueue 的实现

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

class Main {

    public static void main(String[] args) {
      // Create a blocking queue using the ArrayBlockingQueue
      BlockingQueue<Integer> numbers = new ArrayBlockingQueue<>(5);

      try {
        // Insert element to blocking queue
        numbers.put(2);
        numbers.put(1);
        numbers.put(3);
        System.out.println("BLockingQueue: " + numbers);

        // Remove Elements from blocking queue
        int removedNumber = numbers.take();
        System.out.println("Removed Number: " + removedNumber);
      }

      catch(Exception e) {
          e.getStackTrace();
      }
    }
}

输出

BlockingQueue: [2, 1, 3]
Removed Element: 2

要了解更多关于 ArrayBlockingQueue 的信息，请访问 Java ArrayBlockingQueue。

为什么使用 BlockingQueue？

在 Java 中，BlockingQueue 被认为是 **线程安全** 的集合。因为它有助于多线程操作。

假设一个线程正在向队列中插入元素，而另一个线程正在从队列中移除元素。

现在，如果第一个线程运行速度较慢，那么阻塞队列可以让第二个线程等待，直到第一个线程完成其操作。