基本概念
阻塞队列（BlockingQueue）是一个反对两个附加操作的队列。这两个附加的操作反对阻塞的插入和移除办法。
1）反对阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。
2）反对阻塞的移除办法：意思是在队列为空时，获取元素的线程会期待队列变为非空
阻塞队列一共有7种，咱们着重讲一下
ArrayBlockingQueue ，
LinkedBlockingQueue ，
DelayQueue，
SynchronousQueue
这四种阻塞队列
ArrayBlockingQueue
基于数组实现有界的阻塞队列(循环数组)
类的继承
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable次要成员变量
private static final long serialVersionUID = -817911632652898426L; final Object[] items; //底层存储元素的数组 int takeIndex; //进行取操作时的下标 int putIndex;//进行放操作时的下标 int count;//队列中元素的数量 final ReentrantLock lock;//阻塞时用的锁 private final Condition notEmpty;//满时的condition队列 private final Condition notFull;//空时的condition队列结构器
参数有容量和全局锁是否是偏心锁
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(); }不必确定是否是偏心锁，默认是非偏心锁
public ArrayBlockingQueue(int capacity) { this(capacity, false); }在第一个结构器的前提下，将整个汇合移入阻塞队列
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection<? extends E> c) { this(capacity, fair); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion try { int i = 0; try { for (E e : c) { checkNotNull(e); items[i++] = e; } } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) { throw new IllegalArgumentException(); } count = i; putIndex = (i == capacity) ? 0 : i; } finally { lock.unlock(); } }次要办法
put()
public void put(E e) throws InterruptedException { checkNotNull(e); final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { while (count == items.length) notFull.await(); enqueue(e); } finally { lock.unlock(); } }1.首先判断增加的是否非空，是空的会抛出异样。
2.给put办法上锁
3.当汇合元素数量和汇合的长度相等时，调用put办法的线程将会被放入notFull队列上期待。
4.如果不相等，则enqueue()，也就是让e进入队列。
咱们再看看enqueue()办法（入队办法）
private void enqueue(E x) { // assert lock.getHoldCount() == 1; // assert items[putIndex] == null; final Object[] items = this.items; items[putIndex] = x; if (++putIndex == items.length) putIndex = 0; count++; notEmpty.signal(); }其实就是让该元素入队，并且唤醒因为汇合空而期待的线程。
take()办法同理。
LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue底层是基于链表实现的，所以其根本成员变量和LinkedList差不多。
类的继承关系
public class LinkedBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable 结构器
无参结构器，默认容量为最大容量
public LinkedBlockingQueue() { this(Integer.MAX_VALUE); }手动设定容量
public LinkedBlockingQueue(int capacity) { if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException(); this.capacity = capacity; last = head = new Node<E>(null); }将整个汇合挪入队列中，默认容量同样是最大容量。
public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) { this(Integer.MAX_VALUE); final ReentrantLock putLock = this.putLock; putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility try { int n = 0; for (E e : c) { if (e == null) throw new NullPointerException(); if (n == capacity) throw new IllegalStateException("Queue full"); enqueue(new Node<E>(e)); ++n; } count.set(n); } finally { putLock.unlock(); } }次要成员变量
链表就肯定会有节点
外部节点类
和ArrayBlockingQueue不同的是，它有两个全局锁，一个负责放元素，一个负责取元素。
static class Node<E> { E item; /** * One of: * - the real successor Node * - this Node, meaning the successor is head.next * - null, meaning there is no successor (this is the last node) */ Node<E> next; Node(E x) { item = x; } }除了节点之外。
private transient Node<E> last;//尾节点transient Node<E> head;//头节点private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();//计算以后阻塞队列中的元素个数 private final int capacity;//容量 //获取并移除元素时应用的锁，如take, poll, etcprivate final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();//notEmpty条件对象，当队列没有数据时用于挂起执行删除的线程private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();//增加元素时应用的锁如 put, offer, etcprivate final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();//notFull条件对象，当队列数据已满时用于挂起执行增加的线程private final Condition notFull = putLock.newCondition();次要办法
put()办法
public void put(E e) throws InterruptedException { if (e == null) throw new NullPointerException(); // Note: convention in all put/take/etc is to preset local var // holding count negative to indicate failure unless set. int c = -1; Node<E> node = new Node<E>(e); final ReentrantLock putLock = this.putLock; final AtomicInteger count = this.count; putLock.lockInterruptibly(); try { while (count.get() == capacity) { notFull.await(); } enqueue(node); c = count.getAndIncrement(); if (c + 1 < capacity) notFull.signal(); } finally { putLock.unlock(); } if (c == 0) signalNotEmpty(); }根本和ArrayBlockingQueue一样，只是锁的数量不同，导致有一些轻微的区别。
代码示例
public class TestDemo16 { private static LinkedBlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>(10); public static void main(String[] args) { new Thread("put"){ @Override public void run() { //增加元素 for(int i=0; i<10; i++){ System.out.println("put: "+i); try { queue.put(i); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); new Thread("take"){ @Override public void run() { //获取元素 for(int i=0; i<10; i++){ try { System.out.println("take: "+queue.take()); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); }}DelayQueue
基于PriorityQueue 延时阻塞队列，DelayQueue中的元素只有当其延时工夫达到，才可能去以后队列中获取到该元素，DelayQueue是一个无界队列。次要用于缓存零碎的设计、定时工作零碎的设计。
实现DelayQueue的三个步骤
第一步：继承Delayed接口
第二步：实现getDelay(TimeUnit unit)，该办法返回以后元素还须要延时多长时间，单位是纳秒
第三步：实现compareTo办法来指定元素的程序
例如;
class Test implements Delayed { private long time; //Test实例延时工夫 public Test(long time, TimeUnit unit){ this.time = System.currentTimeMillis() + unit.toMillis(time); } @Override public long getDelay(TimeUnit unit) { return this.time - System.currentTimeMillis(); } @Override public int compareTo(Delayed o) { long diff = this.time - ((Test)o).time; if(diff <= 0){ return -1; }else{ return 1; } }} DelayQueue<Test> queue = new DelayQueue<>(); queue.put(new Test(5, TimeUnit.SECONDS)); queue.put(new Test(10, TimeUnit.SECONDS)); queue.put(new Test(15, TimeUnit.SECONDS)); System.out.println("begin time: "+ LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME)); for(int i=0; i<3; i++){ try { Test test = queue.take(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("time: "+LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME)); }SynchronousQueue
SynchronousQueue是一个不存储元素的阻塞队列。每一个put操作必须期待一个take操作，否则不能持续增加元素。它反对偏心拜访队列。默认状况下线程采纳非公平性策略拜访队列。应用以下构造方法能够创立公平性拜访的SynchronousQueue，如果设置为true，则期待的线程会采纳先进先出的程序拜访队列
SynchronousQueue能够看成是一个传球手，负责把生产者线程解决的数据间接传递给消费者线程。队列自身并不存储任何元素，非常适合传递性场景。SynchronousQueue的吞吐量高于LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue.
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { SynchronousQueue queue=new SynchronousQueue(); LinkedBlockingQueue new Thread("put"){ @Override public void run() { System.out.println("put has started"); for(int i=0;i<5;i++){ System.out.println("put after takeThread"); try { queue.put((int)((Math.random() * 100) + 1)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("put has ended"); } }.start(); new Thread("take"){ @Override public void run() { System.out.println("take has started"); for(int i=0;i<5;i++){ try { System.out.println("take from putThread"+queue.take()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("put has ended"); } }.start(); }总结
1：ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue的区别和分割？
1）数据存储容器不一样，ArrayBlockingQueue采纳数组去存储数据、LinkedBlockingQueue采纳链表去存储数据。
2）ArrayBlockingQueue(循环数组)采纳数组去存储数据，不会产生额定的对象实例； LinkedBlockingQueue采纳链表去存储数据，在插入和删除元素只与一个节点无关，须要去生成一个额定的Node对象，这可能长时间内须要并发解决大批量的数据，对于性能和前期GC会产生影响。
3）ArrayBlockingQueue是有界的，初始化时必须要指定容量；LinkedBlockingQueue默认是无界的，Integer.MAX_VALUE, 当增加速度大于删除速度、有可能造成内存溢出。
4) ArrayBlockingQueue在读和写应用的锁是一样的，即增加操作和删除操作应用的是同一个ReentrantLock，没有实现锁拆散；LinkedBlockingQueue实现了锁拆散，增加的时候采纳putLock、删除的时候采纳takeLock,这样能进步队列的吞吐量。
2：ArrayBlockingQueue能够应用两把锁提高效率吗？
不能，次要起因是ArrayBlockingQueue底层循环数组来存储数据，LinkedBlockingQueue底层 链表来存储数据，链表队列的增加和删除，只是和某一个节点无关，为了避免head和last相互影响，就须要有一个原子性的计数器，每个增加操作先退出队列，计数器+1，这样是为了保障队列在移除的时候， 长度是大于等于计数器的，通过原子性的计数器，使得以后增加和移除互不烦扰。对于循环数据来说，当咱们走到最初一个地位须要返回到第一个地位，这样的操作是无奈原子化，只能应用同一把锁来解决。