阻塞队列BlockingQueue

阻塞队列是Java5的内容，定义了阻塞队列的接口java.util.concurrent.BlockingQueue，
阻塞队列的概念是，一个指定长度的队列，如果队列满了，添加新元素的操作会被阻塞等待，
直到有空位为止。同样，当队列为空时候，请求队列元素的操作同样会阻塞等待，直到有可用元素为止

java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，在进行检索或移除一个元素的时候，
它会等待队列变为非空；当在添加一个元素时，它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue
接口是Java集合框架的一部分，主要用于实现生产者-消费者模式。不需要担心等待生产者
有可用的空间，或消费者有可用的对象，因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。
Java提供了集中BlockingQueue的实现，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、
PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。

阻塞队列与平常接触的普通队列LinkedList或ArrayList等的最大不同点，在于阻塞队列支出阻塞添加和阻塞删除方法。
- 阻塞添加：所谓的阻塞添加是指当阻塞队列元素已满时，队列会阻塞加入元素的线程，直队列元素不满时才重新唤醒线程执行元素加入操作
- 阻塞删除：阻塞删除是指在队列元素为空时，删除队列元素的线程将被阻塞，直到队列不为空再执行删除操作(一般都会返回被删除的元素)

BlockingQueue 通常用于一个线程生产对象，而另外一个线程消费这些对象的场景。
JAVA并发包提供三个常用的并发队列实现，分别是：ConcurrentLinkedQueue、LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue。

使用阻塞队列实现的生产者消费者模式

阻塞的实现是依赖于阻塞队列实现的，put/take

public class Producer extends Thread{
    private BlockingQueue queue;
    public Producer(BlockingQueue queue){
        this.queue=queue;
    }
    public void run(){
        Random r=new Random();
        while(true){
            try{
                String temp="str_"+r.nextInt();
                queue.put(temp);  //put方法会阻塞
                System.out.println("生产"+temp);
                Thread.sleep(20);
            } catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
 
 
public class Consumer extends Thread{
    private BlockingQueue queue;
    public Producer(BlockingQueue queue){
        this.queue=queue;
    }
    public void run(){
        while(true){
            try{
                String temp=queue.take();  //take会阻塞
                System.out.println("消费"+temp);
                Thread.sleep(10);
            } catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

测试类

BlockingQueue queue=new ArrayBlockingQueue<>(3);
new Producer(queue).start();
new Thread(new Consumer(queue)).start();

BlockingQueue接口定义了一种阻塞的FIFO queue，每一个BlockingQueue都有一个容量，
让容量满时往BlockingQueue中添加数据时会造成阻塞，当容量为空时取元素操作会阻塞
- ArrayBlockingQueue是初始容器固定的阻塞队列，可以用来作为数据库模块成功竞拍的队
列，比如有10个商品，那么就设定一个10大小的数组队列。ArrayBlockingQueue的内部是通
过一个可重入锁ReentrantLock和两个Condition条件对象来实现阻塞
- LinkedBlockingQueue是一个阻塞的线程安全的队列，底层采用链表实现，入队和出队都
用了加锁，当队空的时候线程会暂时阻塞；它如果不指定容量，默认为Integer.MAX_VALUE，也就是无界队列。所以为了避免队列过大造成机器负载或者内存爆满的情况出现，我们在使用的时候建议手动传一个队列的大小。
- put方法：1、队列已满，阻塞等待。2、队列未满，创建一个node节点放入队列中，如果放
完以后队列还有剩余空间，继续唤醒下一个添加线程进行添加。如果放之前队列中没有元素，放完以后要唤醒消费线程进行消费
- take方法：1、队列为空，阻塞等待。2、队列不为空，从队首获取并移除一个元素，如果消
费后还有元素在队列中，继续唤醒下一个消费线程进行元素移除。如果放之前队列是满元素的情况，移除完后要唤醒生产线程进行添加元素。
ConcurrentLinkedQueue是一个基于链表的无界非阻塞队列，并且是线程安全的，它采用的是先进先出的规则，当我们增加一个元素时，它会添加到队列的末尾，当我们取一个元素时，它会返回一个队列头部的元素。不使用锁而是使用的是CAS原语无锁队列实现，是一个异步队列，入队速度很快，出队进行了加锁，性能稍慢；当多个线程共享访问一个公共collection 时，ConcurrentLinkedQueue 是一个恰当的选择。此队列不允许使用 null 元素