阻塞队列的实现（线程案例）

一.什么是阻塞队列？

1.如果对于一个满的队列，还要把元素入队列，此时这个队列就会阻塞等待，一直阻塞到这个队列不满为止，从而把这个元素入队列！

2.如果对于一个空的队列，还要从队列拿出元素，此时这个队列就会阻塞等待，一直阻塞到这个队列不空为止，从而把这个元素拿出队列！

二.阻塞队列有什么作用：

1.解耦合作用

什么是耦合度：

耦合度高：就是模块之间联系比较紧密，彼此之间互相影响

耦合度低：就是模块之间联系没有那么紧密，也就是模块之间影响小。

此时引入阻塞队列，就可以有效降低模块之间的耦合度，起到了解耦合的作用！！

看图👇

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2.削峰填谷作用

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三.代码的实现

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;public class ThreadDemo11 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(100);queue.put("666");String s=queue.take();System.out.println(s);s=queue.take();System.out.println(s);}
}

此时阻塞等待👇

四.自己模拟实现

//实现阻塞队列
class MyBlockingQueue{//这个是模拟实现队列private String[] elems = null;private int head = 0;private int tail = 0;private int size = 0;private Object locker = new Object();//实现构造方法👇public MyBlockingQueue(int capacity){elems = new String[capacity];}//放进元素public void put (String elem) throws InterruptedException {synchronized (locker){//超出队列长度！//使用while循环，是防止线程唤醒后只判断一次，让被唤醒的线程再判断一次while(size >= elems.length){locker.wait();}//往这里加元素！！！elems[tail] = elem;tail++;//这里面是循环队列，可使这块空间能够被循环利用！，所以需要tail = 0；if(tail == elems.length){tail = 0;}size++;locker.notify();}}//拿出元素public String take() throws InterruptedException {String elem = null;//队列里面没有元素，阻塞等待synchronized (locker){while(size == 0){locker.wait();}//拿出一个元素elem = elems[head];head++;if(head == elems.length){head = 0;}size--;locker.notify();}return elem;}}public class ThreadDemo10 {public static void main(String[] args) {MyBlockingQueue myBlockingQueue = new MyBlockingQueue(1000);//创建两个线程实现生产者和消费者模型Thread t1 =new Thread(()->{int n = 1;while(true){try {myBlockingQueue.put(n+"");System.out.println("生产元素"+n);n++;} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});Thread t2 = new Thread(()->{while(true){try {String n = myBlockingQueue.take();System.out.println("消费元素"+n);Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});//线程的启动！！t1.start();t2.start();}
}

代码中的一些问题

是否能够把里面这个while改成if👇

   if(size >= elems.length){locker.wait();}

答案是不能的，为什么呢

假设这个队列的容量是1，且此时容量已满。假设有3个线程t1，t2、t3.

t1和t2都调用put（），此时t1线程进入wait（）状态，由于wait（）状态，t1线程释放了锁。然后

t2也进入了锁里面，进入wait（）状态，也释放了锁。

t3线程执行take（），从线程中拿出了一个元素，然后进行notify（），随机唤醒了其中一个线程，假设唤醒了t1线程，t1线程把一个元素放进了队列，此时队列满了，然后notify（），唤醒了t2

线程，由于if操作已经执行过了，所以它要把元素放进队列，由于队列容量为1，所以t2无法把元素放进队列中，此时代码便出现了问题。

由此可见，使用while（）可以使线程唤醒之后，再判断一次条件，进而避免了线程安全的问题！

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五.生产者-消费者模型

这就可以使用阻塞队列来完成

此时这个生产元素的速度要比消费元素速度要快，所以队列会先满了，然后阻塞等待，最后就是消费一个元素，生产一个元素，趋于平衡。

那么就会有人说，队列的容量不是1000，为什么会出现1001

原因就在于：线程的调度是不确定的。

当生产元素1000已经达到了队列的容量，这是毋庸置疑的。然后线程进行消费元素，然后notify（），唤醒了生产元素的线程，此时这个消费元素还没有打印，然后这个生产元素的线程打印了生产元素1001。