一、介绍

在并发队列上JDK提供了两套实现,一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队
列,一个是以BlockingQueue接口为代表的阻塞队列,无论哪种都继承自Queue。

二、ConcurrentLinkedQueue

1. 介绍

ConcurrentLinkedQueue: 是一个适用于高并发场景下的队列,通过无锁的方式,实现
了高并发状态下的高性能,通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue.它
是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先
加入的,尾是最近加入的,该队列不允许null元素。

2. 重要方法:

add 和offer() 都是加入元素的方法(在ConcurrentLinkedQueue中这俩个方法没有任何区别)
poll() 和peek() 都是取头元素节点,区别在于前者会删除元素,后者不会。

3. Java代码:
@Test
	public void testConcurrentLinkedDeque() {
		ConcurrentLinkedQueue<String> concurrentLinkedQueue = new ConcurrentLinkedQueue<String>();
		concurrentLinkedQueue.offer("大都督");
		try {
			concurrentLinkedQueue.add(null);
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("concurrentLinkedQueue不允许加入null值");
		}
		concurrentLinkedQueue.offer("小乔");
		System.out.println("size:" + concurrentLinkedQueue.size());
		System.out.println("peek:" + concurrentLinkedQueue.peek());
		System.out.println("size:" + concurrentLinkedQueue.size());
		System.out.println("poll:" + concurrentLinkedQueue.poll());
		System.out.println("size:" + concurrentLinkedQueue.size());
	}
4. 运行结果:

java 高并发队列减库存 java并发队列提高性能_System

三、BlockingQueue

1. 介绍

BlockingQueue即阻塞队列,从阻塞这个词可以看出,在某些情况下对阻塞队列的访问可能会造成阻塞。被阻塞的情况主要有如下两种:
a. 当队列满了的时候进行入队列操作
b. 当队列空了的时候进行出队列操作
因此,当一个线程试图对一个已经满了的队列进行入队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程做了出队列操作;同样,当一个线程试图对一个空队列进行出队列操作时,它将会被阻塞,除非有另一个线程进行了入队列操作。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。

在Java中,BlockingQueue的接口位于java.util.concurrent 包中(在Java5版本开始提供),由上面介绍的阻塞队列的特性可知,阻塞队列是线程安全的。

2. 生产者消费者运行结果:

java 高并发队列减库存 java并发队列提高性能_并发队列_02


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java 高并发队列减库存 java并发队列提高性能_并发队列_03

3. Java代码
package com.example.demo.thread;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * @Description 模拟生产者、消费者 
 * @author 大都督
 * @date 2019年5月1日
 */
public class BlockingQueueTest {

	private static AtomicInteger count = new AtomicInteger();
	
	//内部类:生产者
	public class Producer implements Runnable{
		private BlockingQueue blockingQueue;
		private boolean flag = true;
		public Producer(BlockingQueue blockingQueue) {//构造函数
			this.blockingQueue = blockingQueue;
		}
		@Override
		public void run() {
			try {
				System.out.println("生产线程启动");
				while (flag) {
					System.out.println("生产中...");
					String data = count.incrementAndGet()+"";
					//将数据存入队列中
					boolean offer = blockingQueue.offer(data, 2, TimeUnit.SECONDS);
					if (offer) {
						System.out.println("生产者存入数据" + data + "到队列中成功");
					}else {
						System.out.println("生产者存入数据" + data + "到队列中失败");
					}
					Thread.sleep(1000);
				}
			} catch (Exception e) {
				// TODO: handle exception
			} finally {
				System.out.println("生产者退出线程");
			}
		}
		public void stop() {
			this.flag = false;
		}
		
	}
	
	//内部类:消费者
	public class Consumer implements Runnable{
		private BlockingQueue<String> blockingQueue;
		private volatile boolean flag = true;
		public Consumer(BlockingQueue<String> blockingQueue) {//构造函数
			this.blockingQueue = blockingQueue;
		}
		@Override
		public void run() {
			System.out.println("消费者线程启动");
			try {
				while (flag) {
					System.out.println("消费者正在从队列中获取数据");
					String data = blockingQueue.poll(2, TimeUnit.SECONDS);
					if (data != null) {
						System.out.println("消费者拿到队列中的数据:" + data);
					}else {
						System.out.println("消费者超过2秒钟没有获取到数据");
						flag = false;
					}
				}
			} catch (Exception e) {
				// TODO: handle exception
			} finally {
				System.out.println("消费者退出线程");
			}
		}
	}
	
	//main函数
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		BlockingQueueTest blockingQueueTest = new BlockingQueueTest();
		BlockingQueue<String> linkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue<String>(10);
		Producer producer = blockingQueueTest.new Producer(linkedBlockingQueue);
		Producer producer2 = blockingQueueTest.new Producer(linkedBlockingQueue);
		Consumer consumer = blockingQueueTest.new Consumer(linkedBlockingQueue);
		new Thread(producer).start();
		new Thread(producer2).start();
		new Thread(consumer).start();
		Thread.sleep(10 * 1000);
		producer.stop();
		producer2.stop();
	}
}

四、ArrayBlockingQueue

1. 介绍

ArrayBlockingQueue是一个有边界的阻塞队列,它的内部实现是一个数组。有边界的意思是它的容量是有限的,我们必须在其初始化的时候指定它的容量大小,容量大小一旦指定就不可改变。
ArrayBlockingQueue是以先进先出的方式存储数据,最新插入的对象是尾部,最新移出的对象是头部。

2. 运行效果:

java 高并发队列减库存 java并发队列提高性能_java_04

3. Java代码:
@Test
	public void TestArrayBlockingQueue() throws InterruptedException {
		ArrayBlockingQueue<String> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<String>(2);
		arrayBlockingQueue.add("大都督");
		arrayBlockingQueue.add("小乔");
		arrayBlockingQueue.offer("user", 7, TimeUnit.SECONDS);
	}

五、LinkedBlockingQueue

1.介绍

LinkedBlockingQueue阻塞队列大小的配置是可选的,如果我们初始化时指定一个大小,它就是有边界的,如果不指定,它就是无边界的。说是无边界,其实是采用了默认大小为Integer.MAX_VALUE的容量 。它的内部实现是一个链表。

2. 运行结果:

java 高并发队列减库存 java并发队列提高性能_并发队列_05

3. Java代码
@Test
	public void TestLinkedBlockingQueue() throws InterruptedException {
		LinkedBlockingQueue<String> linkedBlockingQueue = new LinkedBlockingQueue<String>();
		linkedBlockingQueue.add("大都督");
		linkedBlockingQueue.add("大都督");
		linkedBlockingQueue.add("大都督");
		System.out.println("size:" + linkedBlockingQueue.size());
	}

六、PriorityBlockingQueue

1. 介绍

PriorityBlockingQueue是一个没有边界的队列,它的排序规则和 java.util.PriorityQueue一样。需要注
意,PriorityBlockingQueue中允许插入null对象。
所有插入PriorityBlockingQueue的对象必须实现 java.lang.Comparable接口,队列优先级的排序规则就
是按照我们对这个接口的实现来定义的。
另外,我们可以从PriorityBlockingQueue获得一个迭代器Iterator,但这个迭代器并不保证按照优先级顺
序进行迭代。

七、SynchronousQueue

1. 介绍

SynchronousQueue队列内部仅允许容纳一个元素。当一个线程插入一个元素后会被阻塞,除非这个元素被另一个线程消费。