|一文总结常见阻塞队列
文章图片
今前面已经学习了主要的阻塞队列 ， 今天对它们整体来一次梳理 。
类总结图先看下所有阻塞队列类在类图中的位置和继承结构 ， 常见阻塞队列如下图：
上图已经把前面总结的阻塞队列的继承体系梳理出来了 ， 之前学习的时候总是发现每个类继承一个类又实现了一个接口 ， 然后父类的接口又继承或者实现 ， 看上去很复杂 。 通过这个总结类图看上去就很简单了 。
上图中对每个类都进行了简单的总结 ， 接下来详细说明他们的作用 。
抽象类与接口功能介绍首先是最顶层接口Iterable ， 它有一个属性Iterator ， 用来迭代元素 ， Collection继承它 ， 所以所有集合类都有属性Iterator ， 可以遍历元素 。
接口Collection就不多做介绍了 ， 是集合类的顶层接口 ， 用来定义集合类一些基础方法比如size、add、remove、contaions、isEmpty等 ， 这里也说明了所有的队列也是属于集合家族的 。
第三层是AbstractCollection抽象类和Queue接口 。
AbstractCollection实现了一些方法 ， 由于到这一层还没有定义顶层存储数据的结构 ， 所以是利用Iterator遍历元素来实现一些方法比如contains、toArray、remove、toString 。
而Queue接口则是定义了一些队列应该有的特征方法 ， 比如poll、offer、peek 。
第四层是AbstractQueue抽象类与BlockingQueue接口 。
抽象类AbstractQueue继承了抽象类AbstractCollection ， 通过总结图可以看到所有的阻塞队列都实现了AbstractQueue 。 主要作用是把集合的特征进行队列化 ， 主要是把add方法调用offer方法实现 ， remove用poll实现 ， 通过这样处理虽然所有队列都是集合 ， 但是并不会影响队列的特征 ， AbstractQueue还通过peek方法实现了element方法 。
BlockingQueue接口则是声明阻塞队列的特征方法 ， 主要是take、put ， 还有offer和poll的延时方法 。
其他几个类Deque接口 ， 它继承Queue ， 是队列中的特殊队列：双向队列 ， 所以Deque中主要是把Queue的出队入队方法基础上扩展了First、Last结尾的方法 ， 表示可以从头部、尾部进行入队或者出队操作 。
BlockingDeque则是对Deque往阻塞方向的扩展 ， 也就是声明了阻塞队列拥有的take、put ， 还有offer和poll的延时方法以及他们的First、Last结尾的方法 。
TransferQueue继承BlockingQueue接口 ， 主要是进行了transfer扩展 ， 新声明了transfer、tryTransfer方法 ， transfer方法会一直阻塞直到添加的数据被消费者消费 。
DelayQueue队列中存储的元素必须实现Delayed接口 ， 他主要有一个getDelay方法 ， 可以理解成元素还是多长时间才能被消费 ， 可以利用他来实现延迟执行 ， 定时任务等功能 。
阻塞队列对比接下来对阻塞队列进行对比 ， 这里对每个类不会进行详细的介绍 ， 详情可以看前面几篇文章 ， 这里只说明他们的特征方便与其他队列进行对比 ， 主要特征如下：
ArrayBlockingQueue：底层实现数组、先入先出、有界队列 ， 构造是需指定数组长度且不可变 ， ReentrantLock、Condition实现线程安全；
LinkedBlockingQueue：底层实现链表 ， 先入先出、无界队列 ， ReentrantLock、Condition实现线程安全；
PriorityBlockingQueue：底层数组实现二叉堆 ， 数组可变 ， 所以是支持优先级无界阻塞队列 ， ReentrantLock、Condition实现线程安全；
DelayQueue：底层数据是PriorityQueue（无锁无阻塞无界优先级队列） ， ReentrantLock、Condition实现线程安全 ， 保存元素必须实现Delayed接口 ， 可以指定元素出队时间；
SynchronousQueue：没有容量 ， 不管是take还是put进来的线程 ， 如果没有匹配就阻塞 ， 等待异类线程交换数据并唤醒 ， 支持公平与非公平模式 ， 无锁通过CAS实现；
LinkedTransferQueue：链表实现无界阻塞队列 ， put方法不阻塞 ， take方法先进可以占位置 ， 后面的put会先给到它 ， transfer方法与SynchronousQueue的公平模式一样 ， 无锁通过CAS实现；
LinkedBlockingDeque：双向链表、无界阻塞队列 ， 可实现先入先出、先入后出、优先进出 ， ReentrantLock、Condition实现线程安全；
对比表格如图：
实际上除了ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue ， 其他几个队列都有比较特殊的意义 ， 所以对比的意义不大 。
ArrayBlockingQueue主要是需要初始化一个数组 ， 如果要存储的元素很多则需要初始化的数组太大 ， 那么太占内存 ， 而LinkedBlockingQueue则不需要初始化一个存储数据的结构 ， 保存一个元素创建一个节点 ， 但是每个元素消耗的内存就更多 。
总结通过体系结构可以看出来接口都是声明一些特征用的 ， 而抽象类则是实现接口的一些通用方法 ， 或者能实现的方法 。
【|一文总结常见阻塞队列】可以通过一个我自己编的流程来记住这几个阻塞队列：
首先是实现了一个阻塞队列ArrayBlockingQueue ， 但是我发现它总是需要初始化存储结构浪费内存 ， 所以又实现了LinkedBlockingQueue ， 不用初始化占用内存 ， 有一个存一个；
后面又发现我虽然有些元素是先保存的 ， 但是我想优先消费一些元素 ， 所以就实现了一个优先级队列PriorityBlockingQueue 。 但是优先级有时候并不够 ， 因为优先的原因是先执行 ， 但是却还没有到我想执行的时间 ， 所以实现了延迟队列DelayQueue来满足；
虽然把数据放到了队列中但是我并不确定一定被消费了 ， 因为只有消费了我才行确定下一步 ， 所以有实现了同步队列SynchronousQueue 。 但是同步队列又限制的太死 ， 所以实现了LinkedTransferQueue ， put方法不再阻塞 ， 而是特有的方法transfer才保证一定消费 。
但是可能还有更加灵活的情况 ， 有可能想最先被消费或者最后被消费 ， 也有可能想消费前面的 ， 或者消费最后面的 ， 所以实现了LinkedBlockingDeque 。
Java程序员日常学习笔记 ， 如理解有误欢迎各位交流讨论！
推荐阅读
- 肝癌|深度总结｜慢乙肝抗病毒治疗中发生肝癌的风险预测模型
- 减肥|郭美美因减肥药再次入狱，细数市面上常见减肥药，减肥无捷径
- 这种野菜路边很常见，摘回家蒸一蒸，变身网红美食，松软又清香
- 血小板|4个常见生活小策略，专门对付血小板减少“病情反复”
- 糖尿病并发症|JMT日本常见病治疗-糖尿病并发症的原因和危险的三大并发症
- 面包店最常见的面包自己做，真材实料吃得放心，食材做法都简单
- 懒人营养早餐几种常见推荐，营养又方便
- 这道菜是超市里最常见的虽然是蔬菜，但比羊肉更有营养我每三五次吃一次
- 香味四溢的几道家常菜，食材常见做法简单，美味下饭，家人都爱吃
- 面包和馒头的区别是什么？看完这些总结，才知道自己一直没分清楚