阻塞队列详解
阻塞队列介绍
队列
- 是限定在一端进行插入，另一端进行删除的特殊线性表。
- 先进先出(FIFO)线性表。
- 允许出队的一端称为队头，允许入队的一端称为队尾。
数据结构演示网站：
https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.htmlQueue接口
public interface Queue<E> extends Collection<E> {//添加一个元素，添加成功返回true, 如果队列满了，就会抛出异常boolean add(E e);//添加一个元素，添加成功返回true, 如果队列满了，返回falseboolean offer(E e);//返回并删除队首元素，队列为空则抛出异常E remove();//返回并删除队首元素，队列为空则返回nullE poll();//返回队首元素，但不移除，队列为空则抛出异常E element();//获取队首元素，但不移除，队列为空则返回nullE peek();
}代码示例
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;public class QueueDemo {public static void main(String[] args) {Queue<String> queue = new LinkedList<String>();queue.add("1");queue.add("2");String poll = queue.poll();System.out.println(poll);String remove = queue.remove();System.out.println(remove);}
}阻塞队列
阻塞队列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的数据结构，BlockingQueue提供了线程安全的队列访问方式：当阻塞队列插入数据时，如果队列已满，线程将会阻塞等待直到队列非满；从阻塞队列取数据时，如果队列已空，线程将会阻塞等待直到队列非空。并发包下很多高级同步类的实现都是基于BlockingQueue实现的。
BlockingQueue接口
| 方法 | 抛出异常 | 返回特定值 | 阻塞 | 阻塞特定时间 |
| 入队 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e, time, unit) |
| 出队 | remove() | poll() | take() | poll(time, unit) |
| 获取队首元素 | element() | peek() | 不支持 | 不支持 |
应用场景
阻塞队列在实际应用中有很多场景，以下是一些常见的应用场景：
1、线程池
线程池中的任务队列通常是一个阻塞队列。当任务数超过线程池的容量时，新提交的任务将被放入任务队列中等待执行。线程池中的工作线程从任务队列中取出任务进行处理，如果队列为空，则工作线程会被阻塞，直到队列中有新的任务被提交。
2、生产者-消费者模型
在生产者-消费者模型中，生产者向队列中添加元素，消费者从队列中取出元素进行处理。阻塞队列可以很好地解决生产者和消费者之间的并发问题，避免线程间的竞争和冲突。
3、消息队列
消息队列使用阻塞队列来存储消息，生产者将消息放入队列中，消费者从队列中取出消息进行处理。消息队列可以实现异步通信，提高系统的吞吐量和响应性能，同时还可以将不同的组件解耦，提高系统的可维护性和可扩展性。
4、缓存系统
缓存系统使用阻塞队列来存储缓存数据，当缓存数据被更新时，它会被放入队列中，其他线程可以从队列中取出最新的数据进行使用。使用阻塞队列可以避免并发更新缓存数据时的竞争和冲突。
5、并发任务处理
在并发任务处理中，可以将待处理的任务放入阻塞队列中，多个工作线程可以从队列中取出任务进行处理。使用阻塞队列可以避免多个线程同时处理同一个任务的问题，并且可以将任务的提交和执行解耦，提高系统的可维护性和可扩展性。
总之，阻塞队列在实际应用中有很多场景，它可以帮助我们解决并发问题，提高程序的性能和可靠性。