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在之前的文章中，我们介绍了生产者和消费者模型的最基本实现思路，相信大家对它已经有一个初步的认识。

在 Java 的并发包里面还有一个非常重要的接口：BlockingQueue。

是一个阻塞队列，更为准确的解释是：是一个基于阻塞机制实现的线程安全的队列。通过它也可以实现生产者和消费者模型，并且效率更高、安全可靠，相比之前介绍的生产者和消费者模型，它可以同时实现生产者和消费者并行运行。

那什么是阻塞队列呢？

简单的说，就是当参数在入队和出队时，通过加锁的方式来避免线程并发操作时导致的数据异常问题。

在 Java 中，能对线程并发执行进行加锁的方式主要有和，其中采用的是方式实现。

与此对应的还有非阻塞机制的队列，主要是采用 CAS 方式来控制并发操作，例如：，这个我们在后面的文章再进行分享介绍。

今天我们主要介绍相关的知识和用法，废话不多说了，进入正题！

打开的源码，你会发现它继承自，正如上文提到的，它本质是一个队列接口。

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关于队列，我们在之前的集合系列文章中对此有过深入的介绍，本篇就再次简单的介绍一下。

队列其实是一个数据结构，元素遵循先进先出的原则，所有新元素的插入，也被称为入队操作，会插入到队列的尾部；元素的移除，也被称为出队操作，会从队列的头部开始移除，从而保证先进先出的原则。

在接口中，总共有 6 个方法，可以分为 3 类，分别是：插入、移除、查询，内容如下：

因为是的子接口，了解接口里面的方法，有助于我们对的理解。

除此之外，还单独扩展了一些特有的方法，内容如下：

分析源码，你会发现相比普通的子类，子类主要有以下几个明显的不同点：

• 1.元素插入和移除时线程安全：主要是通过在入队和出队时进行加锁，保证了队列线程安全，加锁逻辑采用实现
• 2.支持阻塞的入队和出队方法：当队列满时，会阻塞入队的线程，直到队列不满；当队列为空时，会阻塞出队的线程，直到队列中有元素；同时支持超时机制，防止线程一直阻塞

打开源码，接口的实现类非常多，我们重点讲解一下其中的 5 个非常重要的实现类，分别如下表所示。

下面我们对以上实现类的用法，进行一一介绍。

3.1、ArrayBlockingQueue

是一个基于数组的阻塞队列，初始化的时候必须指定队列大小，源码实现比较简单，采用的是和实现生产者和消费者模型，部分核心源码如下：

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采用进行加锁，只有一个对象，这意味着生产者和消费者无法并行运行。

我们看一个简单的示例代码如下：

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运行结果如下：

可以很清晰的看到，生产者线程执行完毕之后，消费者线程才开始消费。

3.2、LinkedBlockingQueue

是一个基于链表的阻塞队列，初始化的时候无须指定队列大小，默认队列长度为，也就是 int 型最大值。

同样的，采用的是和实现生产者和消费者模型，不同的是它使用了两个，这意味着生产者和消费者可以并行运行，程序执行效率进一步得到提升。

部分核心源码如下：

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把最上面的样例中的阻塞队列实现类换成，调整如下：

再次运行结果如下：

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可以很清晰的看到，生产者线程和消费者线程，交替并行执行。

3.3、SynchronousQueue

是一个没有缓冲的队列，生产者产生的数据直接会被消费者获取并且立刻消费，相当于传统的一个请求对应一个应答模式。

相比和，实现机制也不同，它主要采用队列和栈来实现数据的传递，中间不存储任何数据，生产的数据必须得消费者处理，线程阻塞方式采用 JDK 提供的函数来完成，也支持公平和非公平两种模式。

• 当采用公平模式时：使用一个 FIFO 队列来管理多余的生产者和消费者
• 当采用非公平模式时：使用一个 LIFO 栈来管理多余的生产者和消费者，这也是默认的模式

部分核心源码如下：

同样的，把最上面的样例中的阻塞队列实现类换成，代码如下：

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再次运行结果如下：

可以很清晰的看到，生产者线程和消费者线程，交替串行执行，生产者每投递一条数据，消费者处理一条数据。

3.4、PriorityBlockingQueue

是一个基于优先级别的阻塞队列，底层基于数组实现，可以认为是一个无界队列。

与的实现逻辑，基本相似，也是采用来实现加锁的操作。

最大不同点在于：

• 1.内部基于数组实现的最小二叉堆算法，可以对队列中的元素进行排序，插入队列的元素需要实现或者接口，以便对元素进行排序
• 2.其次，队列的长度是可扩展的，不需要显式指定长度，上限为

部分核心源码如下：

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同样的，把最上面的样例中的阻塞队列实现类换成，调整如下：

生产者插入数据的内容，我们改下插入顺序。

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最后运行结果如下：

从日志上可以很明显看出，对于整数，默认情况下，按照升序排序，消费者默认从 0 开始处理。

3.5、DelayQueue

是一个线程安全的延迟队列，存入队列的元素不会立刻被消费，只有到了其指定的延迟时间，才能够从队列中出队。

底层采用的是来存储元素，的特点在于：插入队列中的数据可以按照自定义的时间进行排序，快到期的元素会排列在前面，只有时间小于 0 的元素才能够被取出。

部分核心源码如下：

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同样的，把最上面的样例中的阻塞队列实现类换成，代码如下：

队列中的元素需要显式实现接口，定义一个类，代码如下：

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生产者插入数据的内容，做如下调整。

最后运行结果如下：

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可以很清晰的看到，延迟时间最低的排在最前面。

最后我们来总结一下阻塞队列接口，它提供了很多非常丰富的生产者和消费者模型的编程实现，同时兼顾了线程安全和执行效率的特点。

开发者可以通过阻塞队列接口，简单的代码编程即可实现多线程中数据高效安全传输的目的，确切的说，它帮助开发者减轻了不少的编程难度。

在实际的业务开发中，其中使用的是最广泛的，因为它的执行效率最高，在使用的时候，需要平衡好队列长度，防止过大导致内存溢出。

举个最简单的例子，比如某个功能上线之后，需要做下压力测试，总共需要请求 10000 次，采用 100 个线程去执行，测试服务是否能正常工作。如何实现呢？

可能有的同学想到，每个线程执行 100 次请求，启动 100 个线程去执行，可以是可以，就是有点笨拙。

其实还有另一个办法，就是将 10000 个请求对象，存入到阻塞队列中，然后采用 100 个线程去消费执行，这种编程模型会更佳灵活。

具体示例代码如下：

本文主要围绕阻塞队列接口，从方法介绍到用法详解，做了一次知识总结，如果有描述不对的地方，欢迎留言指出！

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