目錄Queue接口Queue的分類BlockingQueueDequeTransferQueueQueue接口

先看下Queue的繼承關系和其中定義的方法：

Queue繼承自Collection，Collection繼承自Iterable。

Queue有三類主要的方法，我們用個表格來看一下他們的區別：

方法類型 方法名稱 方法名稱 區別 Insert add offer 兩個方法都表示向Queue中添加某個元素，不同之處在于添加失敗的情況，add只會返回true，如果添加失敗，會拋出異常。offer在添加失敗的時候會返回false。所以對那些有固定長度的Queue，優先使用offer方法。 Remove remove poll 如果Queue是空的情況下，remove會拋出異常，而poll會返回null。 Examine element peek 獲取Queue頭部的元素，但不從Queue中刪除。兩者的區別還是在于Queue為空的情況下，element會拋出異常，而peek返回null。

注意，因為對poll和peek來說null是有特殊含義的，所以一般來說Queue中禁止插入null，但是在實現中還是有一些類允許插入null比如LinkedList。

盡管如此，我們在使用中還是要避免插入null元素。

Queue的分類

一般來說Queue可以分為BlockingQueue，Deque和TransferQueue三種。

BlockingQueue

BlockingQueue是Queue的一種實現，它提供了兩種額外的功能：

當當前Queue是空的時候，從BlockingQueue中獲取元素的操作會被阻塞。當當前Queue達到最大容量的時候，插入BlockingQueue的操作會被阻塞。

BlockingQueue的操作可以分為下面四類：

操作類型Throws exceptionSpecial valueBlocksTimes outInsertadd(e)offer(e)put(e)offer(e, time, unit)Removeremove()poll()take()poll(time, unit)Examineelement()peek()not applicablenot applicable

第一類是會拋出異常的操作，當遇到插入失敗，隊列為空的時候拋出異常。

第二類是不會拋出異常的操作。

第三類是會Block的操作。當Queue為空或者達到最大容量的時候。

第四類是time out的操作，在給定的時間里會Block，超時會直接返回。

BlockingQueue是線程安全的Queue,可以在生產者消費者模式的多線程中使用，如下所示：

class Producer implements Runnable { private final BlockingQueue queue; Producer(BlockingQueue q) { queue = q; } public void run() { try { while (true) { queue.put(produce()); } } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...} } Object produce() { ... } } class Consumer implements Runnable { private final BlockingQueue queue; Consumer(BlockingQueue q) { queue = q; } public void run() { try { while (true) { consume(queue.take()); } } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...} } void consume(Object x) { ... } } class Setup { void main() { BlockingQueue q = new SomeQueueImplementation(); Producer p = new Producer(q); Consumer c1 = new Consumer(q); Consumer c2 = new Consumer(q); new Thread(p).start(); new Thread(c1).start(); new Thread(c2).start(); } }

最后，在一個線程中向BlockQueue中插入元素之前的操作happens-before另外一個線程中從BlockQueue中刪除或者獲取的操作。

Deque

Deque是Queue的子類，它代表double ended queue，也就是說可以從Queue的頭部或者尾部插入和刪除元素。

同樣的，我們也可以將Deque的方法用下面的表格來表示，Deque的方法可以分為對頭部的操作和對尾部的操作：

方法類型 Throws exception Special value Throws exception Special value Insert addFirst(e) offerFirst(e) addLast(e) offerLast(e) Remove removeFirst() pollFirst() removeLast() pollLast() Examine getFirst() peekFirst() getLast() peekLast()

和Queue的方法描述基本一致，這里就不多講了。

當Deque以 FIFO (First-In-First-Out)的方法處理元素的時候，Deque就相當于一個Queue。

當Deque以LIFO (Last-In-First-Out)的方式處理元素的時候，Deque就相當于一個Stack。

TransferQueue

TransferQueue繼承自BlockingQueue，為什么叫Transfer呢？因為TransferQueue提供了一個transfer的方法，生產者可以調用這個transfer方法，從而等待消費者調用take或者poll方法從Queue中拿取數據。

還提供了非阻塞和timeout版本的tryTransfer方法以供使用。

我們舉個TransferQueue實現的生產者消費者的問題。

先定義一個生產者：

@Slf4j@Data@AllArgsConstructorclass Producer implements Runnable { private TransferQueue<String> transferQueue; private String name; private Integer messageCount; public static final AtomicInteger messageProduced = new AtomicInteger(); @Override public void run() {for (int i = 0; i < messageCount; i++) { try {boolean added = transferQueue.tryTransfer( '第'+i+'個', 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);log.info('transfered {} 是否成功: {}','第'+i+'個',added);if(added){ messageProduced.incrementAndGet();} } catch (InterruptedException e) {log.error(e.getMessage(),e); }}log.info('total transfered {}',messageProduced.get()); }}

在生產者的run方法中，我們調用了tryTransfer方法，等待2秒鐘，如果沒成功則直接返回。

再定義一個消費者：

@Slf4j@Data@AllArgsConstructorpublic class Consumer implements Runnable { private TransferQueue<String> transferQueue; private String name; private int messageCount; public static final AtomicInteger messageConsumed = new AtomicInteger(); @Override public void run() {for (int i = 0; i < messageCount; i++) { try {String element = transferQueue.take();log.info('take {}',element );messageConsumed.incrementAndGet();Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) {log.error(e.getMessage(),e); }}log.info('total consumed {}',messageConsumed.get()); }}

在run方法中，調用了transferQueue.take方法來取消息。

下面先看一下一個生產者，零個消費者的情況：

@Testpublic void testOneProduceZeroConsumer() throws InterruptedException { TransferQueue<String> transferQueue = new LinkedTransferQueue<>(); ExecutorService exService = Executors.newFixedThreadPool(10); Producer producer = new Producer(transferQueue, 'ProducerOne', 5); exService.execute(producer); exService.awaitTermination(50000, TimeUnit.MILLISECONDS); exService.shutdown();}

輸出結果：

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第0個 是否成功: false

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第1個 是否成功: false

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第2個 是否成功: false

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第3個 是否成功: false

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第4個 是否成功: false

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - total transfered 0

可以看到，因為沒有消費者，所以消息并沒有發送成功。

再看下一個有消費者的情況：

@Testpublic void testOneProduceOneConsumer() throws InterruptedException { TransferQueue<String> transferQueue = new LinkedTransferQueue<>(); ExecutorService exService = Executors.newFixedThreadPool(10); Producer producer = new Producer(transferQueue, 'ProducerOne', 2); Consumer consumer = new Consumer(transferQueue, 'ConsumerOne', 2); exService.execute(producer); exService.execute(consumer); exService.awaitTermination(50000, TimeUnit.MILLISECONDS); exService.shutdown();}

輸出結果：

[pool-1-thread-2] INFO com.flydean.Consumer - take 第0個

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第0個 是否成功: true

[pool-1-thread-2] INFO com.flydean.Consumer - take 第1個

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - transfered 第1個 是否成功: true

[pool-1-thread-1] INFO com.flydean.Producer - total transfered 2

[pool-1-thread-2] INFO com.flydean.Consumer - total consumed 2

可以看到Producer和Consumer是一個一個來生產和消費的。

以上就是淺談Java中的Queue家族的詳細內容，更多關于Java中的Queue家族的資料請關注好吧啦網其它相關文章！