數據結構 - BlockingQueue、BlockingDeque 接口

簡介

Queue、Deque 前面已經分析過，它們不是線程安全的，如果非要在多線程中使用Queue或Deque，那么只能把整個隊列對象鎖住，操作完成在釋放鎖，這樣非常消耗性能，就算多個線程操作不同的元素也要鎖整個隊列想想都恐怖，有沒有更好的辦法？JDK中提供了阻塞隊列BlockingQueue、BlockingDeque專門用來解決多線程使用隊列問題。

BlockingQueue 接口

public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E>

BlockingQueue 繼承Queue

BlockingQueue 方法

// 添加，滿時拋異常
boolean add(E e);
// 添加，滿時返回false
boolean offer(E e);
// 添加，滿時阻塞
void put(E e) throws InterruptedException;
// 添加，滿時阻塞，超時返回false
boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
// 出隊，空時阻塞
E take() throws InterruptedException;
// 出隊，空時阻塞，超時返回null
E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
// 剩余容量（理想情況下）
int remainingCapacity();
// 刪除元素，失敗返回false（這里和remove()不一樣）
boolean remove(Object o);
// 是否包含
public boolean contains(Object o);
// 從該隊列中移除所有可用元素，並將它們添加到給定集合中
int drainTo(Collection<? super E> c);
// 從該隊列中移除最多給定數量的可用元素，並將它們添加到給定集合中。
int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);

BlockingDeque 接口

public interface BlockingDeque<E> extends BlockingQueue<E>, Deque<E>

BlockingDeque 繼承BlockingQueue 和 Deque 兩個接口

BlockingDeque 方法

// 頭部添加
void addFirst(E e);
// 尾部添加
void addLast(E e);
// 頭部添加
boolean offerFirst(E e);
// 尾部添加
boolean offerLast(E e);
// 頭部添加，滿時阻塞
void putFirst(E e) throws InterruptedException;
// 尾部添加，滿時阻塞
void putLast(E e) throws InterruptedException;
// 頭部添加，滿時阻塞，超時返回false
boolean offerFirst(E e, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 尾部添加，滿時阻塞，超時返回false
boolean offerLast(E e, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 頭部出隊，空時阻塞
E takeFirst() throws InterruptedException;
// 尾部出隊，空時阻塞
E takeLast() throws InterruptedException;
// 頭部出隊，空時阻塞，超時返回null
E pollFirst(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 尾部出隊，空時阻塞，超時返回null
E pollLast(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 從頭部刪除元素
boolean removeFirstOccurrence(Object o);
// 從尾部刪除元素
boolean removeLastOccurrence(Object o);
// 添加，滿時拋異常
boolean add(E e);
// 添加，滿時返回false
boolean offer(E e);
// 添加，滿時阻塞
void put(E e) throws InterruptedException;
// 添加，滿時阻塞，超時返回false
boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 出隊，空時拋異常
E remove();
// 出隊，空時返回null
E poll();
// 出隊，空時阻塞
E take() throws InterruptedException;
// 出隊，空時阻塞，超時返回null
E poll(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
// 查詢，空時異常
E element();
// 查詢，空時返回null
E peek();
// 刪除元素，空時返回false
boolean remove(Object o);
// 是否包含
public boolean contains(Object o);
// 長度
public int size();
// 迭代器
Iterator<E> iterator();
// 添加，滿時拋異常
void push(E e);

阻塞隊列擴展非阻塞隊列，提供阻塞，阻塞超時等方法。當隊列中為空時，從隊列中獲取元素的操作將被阻塞，當隊列滿時，向隊列中添加元素的操作將被阻塞。試圖從空的阻塞隊列中獲取元素的線程將會被阻塞，直到其它的線程往隊列中插入新的元素。同樣，試圖往滿的隊列中添加新元素的線程也會被阻塞，直到有其他的線程使隊列重新變的空閑起來。

拋出異常：當隊列滿時，再向隊列中插入元素，則會拋出IllegalStateException異常。當隊列空時，再向隊列中獲取元素，則會拋出NoSuchElementException異常。

返回特殊值：當隊列滿時，向隊列中添加元素，則返回false，否則返回true。當隊列為空時，向隊列中獲取元素，則返回null，否則返回元素。

一直阻塞：當阻塞隊列滿時，如果生產者向隊列中插入元素，則隊列會一直阻塞當前線程，直到隊列可用或響應中斷退出。當阻塞隊列為空時，如果消費者線程向阻塞隊列中獲取數據，則隊列會一直阻塞當前線程，直到隊列空閑或響應中斷退出。

超時退出：當隊列滿時，如果生產線程向隊列中添加元素，則隊列會阻塞生產線程一段時間，超過指定的時間則退出返回false。當隊列為空時，消費線程從隊列中移除元素，則隊列會阻塞一段時間，如果超過指定時間退出返回null。