BlockingQueue也是java.util.concurrent下的主要用来控制线程同步的工具。
BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类
1、ArrayBlockingQueue:一个由数组支持的有界阻塞队列,规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
2、LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,若不带大小参数,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定.其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
3、PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数的Comparator决定的顺序。
4、SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。
LinkedBlockingQueue 可以指定容量,也可以不指定,不指定的话,默认最大是Integer.MAX_VALUE,其中主要用到put和take方法,put方法在队列满的时候会阻塞直到有队列成员被消费,take方法在队列空的时候会阻塞,直到有队列成员被放进来。
生产者消费者的示例代码:
生产者:
-
import
java.util.concurrent.BlockingQueue; -
public
class
Producer
implements
Runnable { - BlockingQueue<String> queue;
-
public
Producer(BlockingQueue<String> queue) { -
this
.queue = queue; - }
-
@Override
-
public
void
run() { -
try
{ -
String temp =
“A Product, 生产线程:”
- + Thread.currentThread().getName();
-
System.out.println(
“I have made a product:”
- + Thread.currentThread().getName());
-
queue.put(temp);
//如果队列是满的话,会阻塞当前线程
-
}
catch
(InterruptedException e) { - e.printStackTrace();
- }
- }
- }
消费者:
-
import
java.util.concurrent.BlockingQueue; -
public
class
Consumer
implements
Runnable{ - BlockingQueue<String> queue;
-
public
Consumer(BlockingQueue<String> queue){ -
this
.queue = queue; - }
-
@Override
-
public
void
run() { -
try
{ -
String temp = queue.take();
//如果队列为空,会阻塞当前线程
- System.out.println(temp);
-
}
catch
(InterruptedException e) { - e.printStackTrace();
- }
- }
- }
测试类:
-
import
java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; -
import
java.util.concurrent.BlockingQueue; -
import
java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; -
public
class
Test3 { -
public
static
void
main(String[] args) { -
BlockingQueue<String> queue =
new
LinkedBlockingQueue<String>(
2
); -
// BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
-
//不设置的话,LinkedBlockingQueue默认大小为Integer.MAX_VALUE
-
// BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(2);
-
Consumer consumer =
new
Consumer(queue); -
Producer producer =
new
Producer(queue); -
for
(
int
i =
0
; i <
5
; i++) { -
new
Thread(producer,
“Producer”
+ (i +
1
)).start(); -
new
Thread(consumer,
“Consumer”
+ (i +
1
)).start(); - }
- }
- }
打印结果:
- I have made a product:Producer1
- I have made a product:Producer2
- A Product, 生产线程:Producer1
- A Product, 生产线程:Producer2
- I have made a product:Producer3
- A Product, 生产线程:Producer3
- I have made a product:Producer5
- I have made a product:Producer4
- A Product, 生产线程:Producer5
- A Product, 生产线程:Producer4
由于队列的大小限定成了2,所以最多只有两个产品被加入到队列当中,而且消费者取到产品的顺序也是按照生产的先后顺序,原因就是LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue都是按照FIFO的顺序存取元素的。
并发队列ConcurrentLinkedQueue和阻塞队列LinkedBlockingQueue用法
在Java多线程应用中,队列的使用率很高,多数生产消费模型的首选数据结构就是队列。Java提供的线程安全的Queue可以分为阻塞队列和非阻塞队列,其中阻塞队列的典型例子是BlockingQueue,非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue,在实际应用中要根据实际需要选用阻塞队列或者非阻塞队列。
注:什么叫线程安全?这个首先要明确。线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。
LinkedBlockingQueue
由于LinkedBlockingQueue实现是线程安全的,实现了先进先出等特性,是作为生产者消费者的首选
,LinkedBlockingQueue 可以指定容量,也可以不指定,不指定的话,默认最大是Integer.MAX_VALUE,其中主要用到put和take方法,put方法在队列满的时候会阻塞直到有队列成员被消费,take方法在队列空的时候会阻塞,直到有队列成员被放进来。
package cn.thread; import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; /** * 多线程模拟实现生产者/消费者模型 * * @author 林计钦 * @version 1.0 2013-7-25 下午05:23:11 */ public class BlockingQueueTest2 { /** * * 定义装苹果的篮子 * */ public class Basket { // 篮子,能够容纳3个苹果 BlockingQueue<String> basket = new LinkedBlockingQueue<String>(3); // 生产苹果,放入篮子 public void produce() throws InterruptedException { // put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置 basket.put("An apple"); } // 消费苹果,从篮子中取走 public String consume() throws InterruptedException { // take方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止(获取并移除此队列的头部) return basket.take(); } } // 定义苹果生产者 class Producer implements Runnable { private String instance; private Basket basket; public Producer(String instance, Basket basket) { this.instance = instance; this.basket = basket; } public void run() { try { while (true) { // 生产苹果 System.out.println("生产者准备生产苹果:" + instance); basket.produce(); System.out.println("!生产者生产苹果完毕:" + instance); // 休眠300ms Thread.sleep(300); } } catch (InterruptedException ex) { System.out.println("Producer Interrupted"); } } } // 定义苹果消费者 class Consumer implements Runnable { private String instance; private Basket basket; public Consumer(String instance, Basket basket) { this.instance = instance; this.basket = basket; } public void run() { try { while (true) { // 消费苹果 System.out.println("消费者准备消费苹果:" + instance); System.out.println(basket.consume()); System.out.println("!消费者消费苹果完毕:" + instance); // 休眠1000ms Thread.sleep(1000); } } catch (InterruptedException ex) { System.out.println("Consumer Interrupted"); } } } public static void main(String[] args) { BlockingQueueTest2 test = new BlockingQueueTest2(); // 建立一个装苹果的篮子 Basket basket = test.new Basket(); ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); Producer producer = test.new Producer("生产者001", basket); Producer producer2 = test.new Producer("生产者002", basket); Consumer consumer = test.new Consumer("消费者001", basket); service.submit(producer); service.submit(producer2); service.submit(consumer); // 程序运行5s后,所有任务停止 // try { // Thread.sleep(1000 * 5); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } // service.shutdownNow(); } }
ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue是Queue的一个安全实现.Queue中元素按FIFO原则进行排序.采用CAS操作,来保证元素的一致性。
LinkedBlockingQueue是一个线程安全的阻塞队列,它实现了BlockingQueue接口,BlockingQueue接口继承自java.util.Queue接口,并在这个接口的基础上增加了take和put方法,这两个方法正是队列操作的阻塞版本。
package cn.thread; import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class ConcurrentLinkedQueueTest { private static ConcurrentLinkedQueue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>(); private static int count = 2; // 线程个数 //CountDownLatch,一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。 private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(count); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long timeStart = System.currentTimeMillis(); ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(4); ConcurrentLinkedQueueTest.offer(); for (int i = 0; i < count; i++) { es.submit(new Poll()); } latch.await(); //使得主线程(main)阻塞直到latch.countDown()为零才继续执行 System.out.println("cost time " + (System.currentTimeMillis() - timeStart) + "ms"); es.shutdown(); } /** * 生产 */ public static void offer() { for (int i = 0; i < 100000; i++) { queue.offer(i); } } /** * 消费 * * @author 林计钦 * @version 1.0 2013-7-25 下午05:32:56 */ static class Poll implements Runnable { public void run() { // while (queue.size()>0) { while (!queue.isEmpty()) { System.out.println(queue.poll()); } latch.countDown(); } } }
运行结果:
costtime 2360ms
改用while (queue.size()>0)后
运行结果:
cost time 46422ms
结果居然相差那么大,看了下ConcurrentLinkedQueue的API原来.size()是要遍历一遍集合的,难怪那么慢,所以尽量要避免用size而改用isEmpty().
总结了下, 在单位缺乏性能测试下,对自己的编程要求更加要严格,特别是在生产环境下更是要小心谨慎。
参考: http://www.cnblogs.com/linjiqin/archive/2013/05/30/3108188.html
http://tonl.iteye.com/blog/1936391