Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue功能简介

Java源码解析阻塞队列ArrayBlockingQueue功能简介

简介

ArrayBlockingQueue是java.util.concurrent包下一个基于数组的有界阻塞队列，它内部维护了一个定长数组用于存储队列元素，同时还提供了对队列元素的访问以及操作的方法，它是线程安全的，通过使用代码所提供的锁进行同步控制从而保证安全。

它所提供的基本特性如下：

• 容量固定，创建时即指定容量大小，一旦队列已满，继续想队列中添加元素会被阻塞，一旦队列为空，从队列中获取元素会被阻塞
• 线程安全，意味着多线程同时操作队列，线程之间都是互不干扰的。
• 先进先出，符合队列数据结构特点
• 支持条件put、take操作，可以在队列满或空的情况下，分别挂起或唤醒指定线程

上述特性使ArrayBlockingQueue在一些并发场景下发挥了重要作用。

使用示例

示例1：添加元素

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class ArrayBlockingQueueDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<Integer> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        arrayBlockingQueue.add(1);
        arrayBlockingQueue.add(2);
        arrayBlockingQueue.add(3);
        System.out.println(arrayBlockingQueue);
        // 下面的语句会抛出异常：IllegalStateException: Queue full
        arrayBlockingQueue.add(4);
        System.out.println(arrayBlockingQueue);
    }
}

在上述示例，我们创建了一个ArrayBlockingQueue对象，容量为3，然后分别向队列中添加了1、2、3三个元素，最后我们再向队列中添加了一个元素4，因为队列已经满了，所以代码会抛出一个异常。

示例2：获取元素

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class ArrayBlockingQueueDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue<Integer> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        arrayBlockingQueue.add(1);
        arrayBlockingQueue.add(2);
        arrayBlockingQueue.add(3);
        System.out.println(arrayBlockingQueue);

        System.out.println("取出元素：" + arrayBlockingQueue.take());
        System.out.println("取出元素：" + arrayBlockingQueue.take());
        System.out.println("取出元素：" + arrayBlockingQueue.take());
        // 下面的语句会被阻塞，因为队列已经为空
        System.out.println("取出元素：" + arrayBlockingQueue.take());

        System.out.println(arrayBlockingQueue);
    }
}

在上述示例中，我们还是创建了一个ArrayBlockingQueue对象，容量为3，往队列中添加了三个元素1、2、3，调用take()方法弹出队列中的元素，结果依次弹出了元素1、2、3，由于队列已空，尝试再次弹出元素时，代码会被阻塞，直到队列中有元素再次被添加进来。

总结

通过上述示例，我们可以清楚了解到ArrayBlockingQueue的一些基本特性及使用方法。ArrayBlockingQueue作为Java中线程安全的队列，用于多线程并发场景下的元素交换，具有较强的通用型和应用性。需要注意的是，ArrayBlockingQueue不能用于异步处理数据，在高并发场景下可能会出现性能瓶颈。