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阻塞线程--BlockingQueue  

2013-05-02 14:06:28|  分类: android |  标签: |举报 |字号 订阅

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  本例介绍一个特殊的队列:BlockingQueue,如果BlockingQueue是空的,从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue进了东西才会被唤醒,同样,如果BlockingQueue是满的,任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,直到BlockingQueue里有空间时才会被唤醒继续操作。
       本例再次实现前面介绍的篮子程序,不过这个篮子中最多能放得苹果数不是1,可以随意指定。当篮子满时,生产者进入等待状态,当篮子空时,消费者等待。

       BlockingQueue定义的常用方法如下:
                add(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则抛出异常。
                offer(anObject):表示如果可能的话,将anObject加到BlockingQueue里,即如果BlockingQueue可以容纳,则返回true,否则返回false。
                put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,则调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里有空间再继续。
                poll(time):取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出,则可以等time参数规定的时间,取不到时返回null。
                take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的对象被加入为止。

       BlockingQueue有四个具体的实现类,根据不同需求,选择不同的实现类:
                ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
                LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,若不带大小参数,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是以FIFO顺序排序的。
                PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockingQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的Comparator决定的顺序。
                SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。

       LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在线程数量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue。


import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * BlockingQueue是一种特殊的Queue,若BlockingQueue是空的,
 * 从BlockingQueue取东西的操作将会被阻断进入等待状态直到BlocingkQueue进了新货才会被唤醒。
 * 同样,如果BlockingQueue是满的任何试图往里存东西的操作也会被阻断进入等待状态,
 * 直到BlockingQueue里有新的空间才会被唤醒继续操作。
 * BlockingQueue提供的方法主要有:
 * add(anObject): 把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳返回true,否则抛出IllegalStateException异常。 
 * offer(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue可以容纳返回true,否则返回false。 
 * put(anObject):把anObject加到BlockingQueue里,如果BlockingQueue没有空间,调用此方法的线程被阻断直到BlockingQueue里有新的空间再继续。 
 * poll(time):取出BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出可等time参数规定的时间。取不到时返回null。 
 * take():取出BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的对象被加入为止。
 * 
 * 根据不同的需要BlockingQueue有4种具体实现:
 * (1)ArrayBlockingQueue:规定大小的BlockingQueue,其构造函数必须带一个int参数来指明其大小。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。 
 * (2)LinkedBlockingQueue:大小不定的BlockingQueue,若其构造函数带一个规定大小的参数,生成的BlockingQueue有大小限制,
 * 若不带大小参数,所生成的BlockingQueue的大小由Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是以FIFO(先入先出)顺序排序的。
 * LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue比较起来,它们背后所用的数据结构不一样,
 * 导致LinkedBlockingQueue的数据吞吐量要大于ArrayBlockingQueue,但在线程数量很大时其性能的可预见性低于ArrayBlockingQueue。 
 * (3)PriorityBlockingQueue:类似于LinkedBlockingQueue,但其所含对象的排序不是FIFO,而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的Comparator决定的顺序。 
 * (4)SynchronousQueue:特殊的BlockingQueue,对其的操作必须是放和取交替完成的。
 * 
 * 下面是用BlockingQueue来实现Producer和Consumer的例子
 
*/

public class BlockingQueueTest {

    /**
     * 定义装苹果的篮子
     
*/

    public static class Basket{
        // 篮子,能够容纳3个苹果
        BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);
        
        // 生产苹果,放入篮子
        public void produce() throws InterruptedException{
            // put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置
            basket.put("An apple");
        }

        // 消费苹果,从篮子中取走
        public String consume() throws InterruptedException{
            // get方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止
            return basket.take();
        }

    }

    // 测试方法
    public static void testBasket() {
        // 建立一个装苹果的篮子
        final Basket basket = new Basket();
        // 定义苹果生产者
        class Producer implements Runnable {
            public void run() {
                try {
                    while (true{
                        // 生产苹果
                        System.out.println("生产者准备生产苹果:" 
                                + System.currentTimeMillis());
                        basket.produce();
                        System.out.println("生产者生产苹果完毕:" 
                                + System.currentTimeMillis());
                        // 休眠300ms
                        Thread.sleep(300);
                    }

                }
 catch (InterruptedException ex) {
                }

            }

        }

        // 定义苹果消费者
        class Consumer implements Runnable {
            public void run() {
                try {
                    while (true{
                        // 消费苹果
                        System.out.println("消费者准备消费苹果:" 
                                + System.currentTimeMillis());
                        basket.consume();
                        System.out.println("消费者消费苹果完毕:" 
                                + System.currentTimeMillis());
                        // 休眠1000ms
                        Thread.sleep(1000);
                    }

                }
 catch (InterruptedException ex) {
                }

            }

        }

        
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Producer producer = new Producer();
        Consumer consumer = new Consumer();
        service.submit(producer);
        service.submit(consumer);
        // 程序运行5s后,所有任务停止
        try {
            Thread.sleep(5000);
        }
 catch (InterruptedException e) {
        }

        service.shutdownNow();
    }


    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueueTest.testBasket();
    }

}
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