Java并发-BlockingQueue

• BlockingQueue和JDK集合包中的Queue接口兼容，同时在其基础上增加了阻塞功能
  • offer(E e)：如果队列没满，返回true，如果队列已满，返回false（不阻塞）
  • offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：可以设置阻塞时间，如果队列已满，则进行阻塞。超过阻塞时间，则返回false
  • put(E e)：队列没满的时候是正常的插入，如果队列已满，则阻塞，直至队列空出位置
  • poll()：如果有数据，出队，如果没有数据，返回null   （不阻塞）
  • poll(long timeout, TimeUnit unit)：可以设置阻塞时间，如果没有数据，则阻塞，超过阻塞时间，则返回null
  • take()：队列里有数据会正常取出数据并删除；但是如果队列里无数据，则阻塞，直到队列里有数据
• ArrayBlockingQueue 基于数组的有界阻塞队列
  • 利用 ReentrantLock 实现线程安全（只能有一个线程可以进行入队或者出队操作）
  • 利用了Lock锁的Condition通知机制进行阻塞控制（notEmpty、notFull）
• LinkedBlockingQueue 基于单链表的无界阻塞队列
  • 读写分离（只能从head取元素，从tail添加元素）：采用两把锁（putLock、takeLock）的锁分离技术实现入队出队互不阻塞
• SynchronousQueue 没有数据缓冲（容量为0）的 BlockingQueue ：它所做的就是直接传递
  • 每次取数据都要先阻塞，直到有数据被放入
  • 每次放数据的时候也会阻塞，直到有消费者来取
• PriorityBlockingQueue 基于数组（二叉堆）的无界优先级阻塞队列（默认长度是11，虽然指定了数组的长度，但是可以无限的扩充）
  • 每次出队都返回优先级别最高的或者最低的元素（不能保证同优先级元素的顺序）
  • 默认情况下元素采用自然顺序升序排序（也可以通过构造函数来指定Comparator来对元素进行排序）
• DelayQueue 基于优先队列 PriorityQueue 的支持延时获取元素的无界队阻塞队列
  • 元素必须实现 Delayed 接口（ Delayed 接口又继承了 Comparable 接口）
  • 在创建元素时可以指定多久才可以从队列中获取当前元素，只有在延迟期满时才能从队列中提取元素
  • 按照延迟时间的长短来排序，下一个即将执行的任务会排到队列的最前面
  • 获取元素，先获取到锁对象，然后获取最早过期的元素（但是并不从队列中弹出元素）
    • 判断最早过期元素是否为空（如果为空则直接让当前线程无限期等待状态，并且让出当前锁对象）
    • 如果不为空：获取最早过期元素的剩余过期时间（如果已经过期则直接返回当前元素）
    • 如果没有过期（剩余时间还存在），则先获取Leader对象，如果Leader已经有线程在处理，则当前线程进行无限期等待，如果Leader为空，则首先将Leader设置为当前线程，并且让当前线程等待剩余时间
    • 最后将Leader线程设置为空，并且队列有内容则唤醒一个等待的队列
• 线程池对于阻塞队列的选择
  • FixedThreadPool（SingleThreadExecutor 同理）选取的是 LinkedBlockingQueue
  • CachedThreadPool 选取的是 SynchronousQueue
  • ScheduledThreadPool（SingleThreadScheduledExecutor同理）选取的是延迟队列
• 选择策略：
  • 功能 PriorityBlockingQueue 优先级；DelayQueue 延时
  • 容量：SynchronousQueue 容量是0；DelayQueue 容量是Integer.MAX_VALUE
  • 能否扩容：ArrayBlockingQueue 不能扩容；PriorityBlockingQueue 可以动态扩容
  • 内存结构：ArrayBlockingQueue 数组的空间利用率更高
  • 性能：LinkedBlockingQueue 读写分离；SynchronousQueue 直接传递