java中的阻塞队列

一、阻塞队列（BlockingQueue） 是一个支持两个附加操作的队列。 这两个附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。

1、支持阻塞的插入方法： 意思是当队列满时， 队列会阻塞插入元素的线程， 直到队列不满。

2、支持阻塞的移除方法： 意思是在队列为空时， 获取元素的线程会等待队列变为非空。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景， 生产者是向队列里添加元素的线程， 消费者是从队列里取元素的线程。 阻塞队列就是生产者用来存放元素、 消费者用来获取元素的容器。

在阻塞队列不可用时， 这两个附加操作提供了4种处理方式

1、抛出异常： 当队列满时， 如果再往队列里插入元素， 会抛出IllegalStateException（"Queue full"） 异常。 当队列空时， 从队列里获取元素会抛出NoSuchElementException异常。

2、返回特殊值： 当往队列插入元素时， 会返回元素是否插入成功， 成功返回true。 如果是移除方法， 则是从队列里取出一个元素， 如果没有则返回null。

3、一直阻塞： 当阻塞队列满时， 如果生产者线程往队列里put元素， 队列会一直阻塞生产者线程， 直到队列可用或者响应中断退出。 当队列空时， 如果消费者线程从队列里take元素， 队列会阻塞住消费者线程， 直到队列不为空。

4、超时退出： 当阻塞队列满时， 如果生产者线程往队列里插入元素， 队列会阻塞生产者线程一段时间， 如果超过了指定的时间， 生产者线程就会退出。

（注、如果是无界阻塞队列， 队列不可能会出现满的情况， 所以使用put或offer方法永远不会被阻塞， 而且使用offer方法时， 该方法永远返回true）

二、阻塞队列的实现原理。
使用通知模式实现。 所谓通知模式， 就是当生产者往满的队列里添加元素时会阻塞住生产者， 当消费者消费了一个队列中的元素后， 会通知生产者当前队列可用。 

通过查看JDK源码发现ArrayBlockingQueue使用了Condition来实现， 代码如下所示：

private final Condition notFull;
private final Condition notEmpty;
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
// 省略其他代码
notEmpty = lock. newCondition() ;
notFull = lock. newCondition() ;
}
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e) ;
final ReentrantLock lock = this. lock;
lock. lockInterruptibly() ;
try {
while (count == items. length)
notFull. await() ;
insert(e) ;
} finally {
lock. unlock() ;
}
}p
ublic E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this. lock;
lock. lockInterruptibly() ;
try {
while (count == 0)
notEmpty. await() ;
return extract() ;
} finally {
lock. unlock() ;
}
}p
rivate void insert(E x) {
items[ putIndex] = x;
putIndex = inc(putIndex) ;
++count;
notEmpty. signal() ;
}