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阻塞队列

概念介绍

阻塞队列与普通队列的区别

试图从空的阻塞队列中获取元素的线程将会被阻塞,直到其他的线程往空的队列插入新的元素。同样,试图往已满的阻塞队列中添加新元素的线程同样也会被阻塞,直到其他的线程使队列重新变得空闲起来。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。

队列类型

JDK7提供了7个阻塞队列。分别是

  • ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
  • LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
  • PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
  • DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
  • SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
  • LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
  • LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue是FIFO队列。
PriorityBlockingQueue是一个按优先级顺序排序的队列,当你不希望按照FIFO的属性处理元素时,这个PriorityBolckingQueue是非常有用的。
SynchronousQueue,不会为队列元素维护任何存储空间。不过,它维护一个排队的线程清单,这些线程等待把元素加入(enqueue)队列或者移出(dequeue)队列。因为SynchronousQueue没有存储能力,所以除非另一个线程已经准备好参与移交工作,否则put和take会一直阻止。SynchronousQueue这类队列只有在消费者充足的时候比较合适,它们总能为下一个任务作好准备。

生产者-消费者

阻塞队列支持生产者-消费者设计模式,只要符合生产者-消费者模型的都可以使用阻塞队列。

阻塞队列(Blocking queue)提供了可阻塞的put和take方法。
阻塞队列简化了消费者的编码,因为take会保持阻塞直到可用数据出现。如果生产者不能足够快地产生工作,让消费者忙碌起来,那么消费者只能一直等待,直到有工作可做。同时,put方法的阻塞特性也大大地简化了生产者的编码;如果使用一个有界队列,那么当队列充满的时候,生产者就会阻塞,暂不能生成更多的工作,从而给消费者时间来赶进进度。

有界队列是强大的资源管理工具,用来建立可靠的应用程序:它们遏制那些可以产生过多工作量、具有威胁的活动,从而让你的程序在面对超负荷工作时更加健壮。

非阻塞算法简介

一个线程的失败或挂起不应该影响其他线程的失败或挂起,这样的算法成为非阻塞(nonblocking)算法;
基于锁的算法,如果线程在持有锁的时候因为阻塞I/O,页面错误,或其他原因发生延迟,很可能所有的线程都不能前进了。
非阻塞算法没有使用锁,而是使用低层次的并发原语,比如比较交换,取代锁。

其他参考网站

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