Java 集合 (18) -- 阻塞队列之 ArrayBlockingQueue 类

1. 简介

public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E>implements BlockingQueue<E>, java.io.Serializable {
    }

ArrayBlockingQueue 是 JUC 包下一个以数组实现的有界阻塞队列，它是线程安全的。它不需要扩容，因为它是初始化时指定容量并利用 takeIndex 和 putIndex 两个属性来实现数组的循环利用。

ArrayBlockingQueue 的缺点：

1. 队列长度固定且必须在初始化时指定，所以使用之前一定要慎重考虑好容量；
2. 如果消费速度跟不上入队速度，则会导致提供者线程一直阻塞，且越阻塞越多，非常危险；
3. 只使用了一个锁来控制入队出队，效率较低，那是不是可以借助分段的思想把入队出队分裂成两个锁呢？答案是 LinkedBlockingQueue

2. 继承体系

3. 字段

// 使用数组存储元素
final Object[] items;// 取元素的指针，利用这个指针循环利用数组取出元素
int takeIndex;// 放元素的指针，利用这个指针循环利用数组存储元素
int putIndex;// 元素数量
int count;// 利用重入锁来保证并发安全
final ReentrantLock lock;// 非空条件
private final Condition notEmpty;// 非满条件
private final Condition notFull;

4. 构造器

1. ArrayBlockingQueue 初始化时必须传入容量，也就是数组的大小

   public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
         this(capacity, false);
   }
   

2. 可以通过构造方法控制重入锁的类型是公平锁还是非公平锁

   public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
         if (capacity <= 0)throw new IllegalArgumentException();// 初始化数组this.items = new Object[capacity];// 创建重入锁及两个条件lock = new ReentrantLock(fair);notEmpty = lock.newCondition();notFull =  lock.newCondition();
   }
   

5. 常用方法

1. public boolean add(E e)：add(e)时如果队列满了则抛出异常
2. public boolean offer(E e)：offer(e)时如果队列满了则返回false
3. public void put(E e) throws InterruptedException：put(e)时如果队列满了则使用notFull等待
4. public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException：offer(e, timeout, unit)时如果队列满了则等待一段时间后如果队列依然满就返回false
5. public E remove()：remove()时如果队列为空则抛出异常
6. public E poll()：poll()时如果队列为空则返回null
7. public E take() throws InterruptedException：take()时如果队列为空则阻塞等待在条件notEmpty上
8. public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException：poll(timeout, unit)时如果队列为空则阻塞等待一段时间后如果还为空就返回null