定制容量的BlockingQueue:Java并发编程关键

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本文档主要介绍了Java并发编程中的一个重要概念——BlockingQueue(阻塞队列),它是一种特殊的并发数据结构,允许线程在其内部进行无界或有界的数据传递,同时确保了线程间的同步与协作。BlockingQueue的主要特性是,当试图从空队列中取出元素(poll()或take())或者向已满队列中添加元素(put())时,如果条件不满足,操作会进入阻塞状态,直到满足条件(队列中有可用元素或有空间接收新元素)后才会恢复执行。 具体的技术要点包括: 1. **BlockingQueue的基本方法**: - `add(anObject)`:尝试将`anObject`放入队列,如果队列已满,抛出`InterruptedException`。 - `offer(anObject)`:尝试将`anObject`放入队列,如果成功则返回`true`,否则返回`false`,不会阻塞。 - `put(anObject)`:强制将`anObject`放入队列,如果队列已满,当前线程会被阻塞直到有空间。 - `poll(time)`:尝试获取队列头部的元素,如果队列为空或等待超时,返回`null`。 - `take()`:从队列头部移除并返回一个元素,如果队列为空,当前线程会被阻塞直到有新的元素被添加。 2. **BlockingQueue的实现类**: - `ArrayBlockingQueue`:这是BlockingQueue的一个具体实现,它基于数组,提供了固定大小的队列。创建时需要指定容量,超过容量时无法添加更多元素,而队列不满时可以无限添加。 文章中提到的示例应用了一个ArrayBlockingQueue来模拟生产者-消费者模型,类似于11.4章节中条件变量(Condition)的例子,但这里不限定篮子中苹果的最大数量。生产者线程会一直生产苹果并尝试放入队列,而消费者线程则从队列中取出苹果,当队列满时,生产者会暂停,直到消费者消费了一些苹果;同样,当队列空时,消费者会等待,直到有新的苹果可供消费。 BlockingQueue在并发编程中扮演着重要的角色,它通过阻塞机制有效地控制了线程间的同步,使得多线程环境下的数据处理更加高效且可控。熟练掌握BlockingQueue及其相关方法对于编写高效的并发程序至关重要。