ArrayBlockingQueue是Java中基于数组实现的有界阻塞队列,遵循FIFO原则,容量固定且不支持null元素;其线程安全由ReentrantLock和Condition保证,支持公平性选择;提供add/offer/put和remove/poll/take等方法实现插入、移除与查看操作,其中put和take在队列满或空时会阻塞;示例展示生产者-消费者模型中自动阻塞协作;使用时需注意容量预设、避免null、权衡公平性与性能,适用于多线程数据传递场景。

ArrayBlockingQueue 是 Java 中一个基于数组实现的有界阻塞队列。它实现了 BlockingQueue 接口,常用于多线程环境下的生产者-消费者模型。队列按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序,一旦创建,其容量不可更改。
基本特性
有界性:构造时必须指定容量大小,且不能为 null 元素。
线程安全:所有操作都是线程安全的,内部使用 ReentrantLock 和 Condition 实现同步。
公平性可选:可在构造时选择是否启用公平策略,避免线程饥饿。
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常用构造方法
ArrayBlockingQueue(int capacity):创建指定容量、非公平访问的队列。 ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair):可指定是否公平。 ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair, Collection c):用集合初始化队列。
核心方法说明
根据行为不同,主要分为以下几类:
插入操作:
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add(E e):成功返回 true,队列满时抛出 IllegalStateException。 offer(E e):成功返回 true,失败返回 false(不阻塞)。 offer(E e, long timeout, TimeUnit unit):尝试在指定时间内插入,超时返回 false。 put(E e):如果队列满,当前线程会阻塞直到有空间可用。
移除操作:
remove():获取并移除队首元素,空时抛出 NoSuchElementException。 poll():获取并移除队首元素,空时返回 null。 poll(long timeout, TimeUnit unit):等待指定时间尝试获取,超时返回 null。 take():如果队列为空,线程阻塞直到有元素可用。
查看操作:
element():返回队首元素但不移除,空时抛异常。 peek():返回队首元素,空时返回 null。
简单使用示例
下面是一个简单的生产者-消费者例子:
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;public class ABQExample { private static final int QUEUE_SIZE = 5; private static BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(QUEUE_SIZE); public static void main(String[] args) { Thread producer = new Thread(() -> { for (int i = 1; i { for (int i = 1; i <= 10; i++) { try { String item = queue.take(); System.out.println("消费:" + item); Thread.sleep(500); // 模拟处理时间 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } }); producer.start(); consumer.start(); }}
在这个例子中,生产者不断往队列中放入数据,消费者从队列取出。当队列满时,生产者会自动阻塞;队列空时,消费者也会阻塞,无需手动控制线程协作。
注意事项
使用 ArrayBlockingQueue 时需要注意以下几点:
容量固定,无法动态扩容,需在初始化时合理评估。 不允许 null 元素,否则会抛出 NullPointerException。 公平模式能减少线程饥饿,但可能降低吞吐量,需权衡使用。 适用于线程间传递数据,不适合高频短任务场景。基本上就这些。ArrayBlockingQueue 是并发编程中非常实用的工具,理解其阻塞机制和方法差异,有助于写出更健壮的多线程程序。
以上就是java中ArrayBlockingQueue的使用的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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