Java阻塞队列的实现及应用方法教程

本篇内容介绍了"Java阻塞队列的实现及应用方法教程"的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

1.手写生产者消费者模型

所谓生产者消费者模型，可以用我们生活中的例子来类比：我去一个小摊儿买吃的，老板把已经做好的小吃都放在摆盘上，供我挑选。那么，老板就是生产者；我就是消费者；摆盘就是阻塞队列，用来当做生产与消费的缓冲区。因此，阻塞队列在生产者与消费者模型中起着至关重要的缓冲作用。

此次先演示如何手写阻塞队列（也可以使用Java库中自带的阻塞队列）。

手写的阻塞队列只实现最基础的两个功能：入队和出队。之所以叫阻塞队列，是因为当队空或者队满的时候，都要实现阻塞，直到队中不空或不满的时候，才会取消阻塞。

手写阻塞队列实现如下：

//阻塞队列BlockQueuestatic class BlockQueue{    //该队列用一个数组来实现，我们让此队列的最大容量为10        private int[] items = new int[10];        private int head = 0;        private int tail = 0;        private int size = 0;        private Object locker =new Object();        //入队        public void put(int item) throws InterruptedException {            synchronized(locker) {                while (size == items.length) {                    //入队时，若队满，阻塞                    locker.wait();                }                items[tail++] = item;                //如果到达末尾，重回队首（实现循环队列）                if (tail >= items.length) {                    tail = 0;                }                size++;                locker.notify();            }        }        //出队        public int back() throws InterruptedException {            int ret = 0;            synchronized (locker) {                while (size == 0) {                    //出队时，若队空，阻塞                    locker.wait();                }                ret = items[head++];                if (head >= items.length) {                    head = 0;                }                size--;                locker.notify();            }            return ret;        }    }

用两个线程充当生产者与消费者：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        BlockQueue blockQueue = new BlockQueue();        //生产者线程        Thread produce = new Thread(){            @Override            public void run() {                for(int i = 0;i<10000;++i){                    try {                        System.out.println("生产了:"+i);                        blockQueue.put(i);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        };        produce.start();        //消费者线程        Thread customer = new Thread(){            @Override            public void run() {                while (true) {                    try {                        int res = blockQueue.back();                        System.out.println("消费了：" + res);                        //每次消费后等1秒，也就是生产的快，消费的慢                        Thread.sleep(1000);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        };        customer.start();        customer.join();        produce.join();    }

结果如下：可以看到，生产者线程先生产元素，（阻塞队列容量为10)，当队列满时，队列阻塞，消费者线程消费元素，因为消费的慢，所以接下来生产者线程由于阻塞队列不能快速生产，只能等待消费者线程消费队列中的元素，生产者线程才能随着生产，这就是阻塞队列的缓冲作用。

2.手写定时器

先看一下Java包中的定时器。

下面的代码我们通过调用timer类中的schedule方法来实现定时器功能。schedule方法有两个参数，第一个参数：要执行的任务，第二个参数：时间。

下面的代码中，schedule方法中的第一个任务参数：我们创建了一个TimerTask实例；重写里面的run方法来打印"触发定时器"这句话。第二个参数：3000；表示3秒后执行这个任务。

import java.util.Timer;import java.util.TimerTask;public class Test{public static void main(String[] args) {        Timer timer = new Timer();        System.out.println("代码开始执行");        timer.schedule(new TimerTask() {            @Override            public void run() {                System.out.println("触发定时器");            }        },3000);    }}

结果如下：

从上面就可以看出来我们手写定时器需要实现以下两个方面：

1.一个Task类，用来描述要实现的任务

2.一个Timer类，类中再实现一个schedule方法

Task类实现

//Task类用来描述任务，它继承Comparable接口是因为要将任务放到优先级阻塞队列中    static class Task implements Comparable{        //command表示这个任务是什么        private Runnable command;        //time是一个时间戳        private long time;        public Task(Runnable command,long time){            this.command = command;            this.time = System.currentTimeMillis()+time;        }        public void run(){            command.run();        }        //因为要将Task任务放到优先级阻塞队列中，所以要重写compareTo方法，我们将时间短的任务放到队头        @Override        public int compareTo(Task o) {            return (int)(this.time - o.time);        }    }

Timer类实现

//Timer类中需要有一个定时器，还需要有一个schedule方法    static class Timer{        //使用优先级阻塞队列来放这些任务，这样才能把最接近时钟的任务放到队头，我们每次扫描队头任务就行了        private PriorityBlockingQueue queue = new PriorityBlockingQueue<>();        //locker用来解决忙等问题        private Object locker = new Object();        //构造方法中完成定时器功能        public Timer(){            //需要构造一个线程，来不断地扫描队头，来判断队头任务是否到点，也就是是否该开始执行了            Thread t = new Thread(){                @Override                public void run() {                    while(true){                        //取出队首任务来判断是否到时间了                        try {                            Task task = queue.take();                            long current = System.currentTimeMillis();                            //当前时间戳小于时钟时间戳，表明时间还没到,那就等待                            if (current < task.time){                                queue.put(task);                                synchronized (locker){                                    locker.wait(task.time-current);                                }                            }else{                                //否则时间到，开始执行任务                                task.run();                            }                        } catch (InterruptedException e) {                                e.printStackTrace();                                break;                            }                        }                    }                };            t.start();            }        //schedule方法的两个参数，command为任务，delay为一个时间差例如：3000(单位为毫秒)        public void schedule(Runnable command,long delay){            Task task = new Task(command,delay);            queue.put(task);            synchronized (locker){                locker.notify();            }        }    }

主线程

public static void main(String[] args) {        System.out.println("程序启动");        Timer timer = new Timer();        timer.schedule(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("触发定时器");            }        },3000);//3000表示定时时间为3秒    }

结果如下："程序启动" 在程序启动是立刻显示出来；"触发定时器"在3秒后显示出来。

"Java阻塞队列的实现及应用方法教程"的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！