Java自带消息队列Queue的使用教程详细讲解

2023-05-20 05:05:58 队列自带讲解

阻塞队列和非阻塞队列

非阻塞队列

ConcurrentLinkedQueue

单向链表结构的无界并发队列, 非阻塞队列，由CAS实现线程安全，内部基于节点实现

ConcurrentLinkedDeque

双向链表结构的无界并发队列, 非阻塞队列，由CAS实现线程安全

PriorityQueue

内部基于数组实现，线程不安全的队列

阻塞队列

DelayQueue

一个支持延时获取元素的无界阻塞队列

LinkedTransferQueue

一个由链表结构组成的无界阻塞队列。

ArrayBlockingQueue

有界队列，阻塞式,初始化时必须指定队列大小，且不可改变；，底层由数组实现；

SynchronousQueue

最多只能存储一个元素，每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素

PriorityBlockingQueue

一个带优先级的队列，而不是先进先出队列。元素按优先级顺序被移除，而且它也是无界的，也就是没有容量上限，虽然此队列逻辑上是无界的，但是由于资源被耗尽，所以试图执行添加操作可能会导致 OutOfMemoryError 错误；

以ArrayBlockingQueue为例实现阻塞队列，非阻塞队列这里就不说了，方法都是差不多的。

抛出异常

适用场景极少。因为程序就是要稳定的运行，尽量不要抛出异常。

private static final BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
	//抛出异常
    @Test
    public void test(){
        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
//        System.out.println(blockingQueue.remove()); //移除队列当中的元素，如果有则返回移除的元素，没有则抛出异常：java.util.NoSuchElementException。
//        System.out.println(blockingQueue.element()); //获取队列当中的元素，如果有则返回，没有则抛出异常：java.util.NoSuchElementException。
//        System.out.println(blockingQueue.add("d")); //当队列已满时，往队列里添加元素，则会抛出异常：Queue full。
    }

特殊值

新消息添加进队列时，如果当前队列已满，则会被直接抛弃，导致消息丢失。

private static final BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
	//特殊值
    @Test
    public void test2(){
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d")); //往队列里面添加元素，超出队列长度则返回false。
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll()); //移除队列里面的元素，如果有元素，则返回元素，没有则返回null。
    }

阻塞

消息处理过快会一直阻塞，这个没什么问题。但是如果消息处理过慢，则会消息大量积压，导致cpu占用过高程序崩溃。

private static final BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
	//阻塞
    @Test
    public void test3() throws InterruptedException {
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
//        blockingQueue.put("d"); //如果队列已经满了，则一直阻塞，直到队列有位置。
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
//        System.out.println(blockingQueue.take()); //如果队列没有元素，则一直阻塞，直到队列有元素。
    }

超时

如果队列已满，则在指定时间之后再次尝试往队列里面设置元素，设置成功返回true，失败返回false。这相比较上面的来说会好很多，相当于有2次机会往队列里面设置元素。移除元素也是同理。

private static final BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
	//超时
    @Test
    public void test4() throws InterruptedException {
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d",3, TimeUnit.SECONDS)); //往队列里面添加元素，如果队列已满，则等待指定时间再次往队列里面设置元素，设置成功返回true，失败返回false。
        System.out.println(blockingQueue.poll(3,TimeUnit.SECONDS)); //移除队列里面的元素，如果队列里面有元素，则返回元素，没有则等待指定时间再次移除队列里面的元素，如果有元素则返回元素，没有则返回null
    }

总结

使用队列时应该考虑队列的作用是一边积压消息，一边处理消息，而且要保证队列不会造成消息大量积压。所以我们可以让队列不停的进行设置元素，然后写个定时任务，按照指定的时间，不停的消费队列里面的全部元素。这个指定时间要根据业务量去设置，如果业务量太少，时间间隔可以设置的长一点。业务量大设置的短一点，如：1s执行一次，一次全部取完队列里的元素。这种情况就不建议使用固定长度的消息队列，而应该使用自动扩容的消息队列，因为你无法直到消息队列的具体长度是多少。

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非阻塞队列

阻塞队列

抛出异常

特殊值

阻塞

超时

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