堵塞队列：消息中间件MQ的底层核心原理

一、基本概念？

队列：排队，先到先得；

1、什么是堵塞队列？

顾名思义，首先它是一个队列，一个堵塞队列在数据结构中所起的作用大致如图所示：

线程1向队列中添加元素，而线程2从队列中移除元素

当堵塞队列为空时，从队列中获取元素的操作将会被堵塞；

当堵塞队列为满时，向队列中添加元素的操作将会被堵塞；

试图从已空的堵塞队列中获取元素的线程将会被堵塞，直到其他线程往空的队列插入新的元素；

同样，试图往已满的阻塞队列中插入新元素的线程也会被堵塞，直到其他的线程从队列中移除一个或多个元素或完全清空队列后，使队列重新变得空闲起来的时候，添加操作的线程才能继续工作；

2、堵塞队列有没有好的一面？

• 不得不堵塞，该如何管理，（去医院体检）；

• 阻塞是好事，好比“海底捞火锅”，越堵越开心；

3、堵塞队列的好处？——解放程序员

在多线程领域，所谓堵塞，在某些情况下会挂起线程（即堵塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤醒，不需要程序员人工控制堵塞wait或者唤醒notify(notifyAll)；

在concurrent并发包发布之前，在多线程环境下，我们每个程序员都必须自己去控制这些细节，尤其还要兼顾效率和线程安全，而这会给我们的程序带来不小的复杂度。

二、堵塞队列有哪些？

首先，由上图可以清晰的看到，所有的Queue都是Collection家族的成员，这个一定要记牢，在以前的单线程业务中，很少提及Queue；

阻塞队列种类分析：（BlockingQueue和List平级，列出的7个都是它的实现）

其中：

ArrayBlockingQueue使用可参考ArrayList；

LinkedBlockingQueue使用可参考LinkedList；

SynchronousQueue：专属定制版，生产一个取用一个，绝不多生产！

线程池的底层只使用：标红的3个

三、阻塞队列（BlockingQueue）的核心方法

四、阻塞队列之同步SynchronousQueue队列

SynchronousQueue没有容量；

它与其他BlockingQueue队列不同，SynchronousQueue是一个不存储元素的BlockingQueue；

每一个put操作，必须要等待一个take操作完成后才可以进行，否则不能继续添加元素；

反之亦然。

示例代码：

package com.jiguiquan.www;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SynchronousQueueDemo {
	public static void main(String[] args) {
		BlockingQueue<String> blockingQueue = new SynchronousQueue<>();
		
		new Thread(() -> {
			try {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put 1");
				blockingQueue.put("1");
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put 2");
				blockingQueue.put("2");
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t put 3");
				blockingQueue.put("3");
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		},"AAA").start();
		
		new Thread(() -> {
			try {
				//故意让BBB线程睡5秒的目的就是让看出，即使给AAA足够长的时间，它也无法put 2，直到BBB线程取走1之后
				TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t take"+blockingQueue.take());
				TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t take"+blockingQueue.take());
				TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t take"+blockingQueue.take());
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		},"BBB").start();
	}
}

执行结果：

很显然：

即使给了AAA线程足够长的时间，在它put完一组数据后，也必须要等到BBB取走后，才会开始生产第一批的数据；

SynchronousQueue线程就是容量为1的特殊BlockingQueue；

五、阻塞队列BlockingQueue的应用场景有哪些？

• 生产者消费者模式；

• 线程池

• 消息中间件MQ

生产者和消费者模式内容及引申出来的知识点也比较多，所以放到下一章节！